【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粉末冶金成形领域，具体涉及一种柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法及系统。
技术介绍
1、粉末热等静压成型技术是一种近净成型技术，在合金的成型方面具有独特的优势。通过对内含粉末的金属或非金属包套持续施加高温和高压，保持一段时间后卸载，温、压，即可得到全致密的成型件。成型零件的微观组织晶粒大小接近初始粉末颗粒尺寸。因此，可以通过控制初始粉末颗粒尺寸、温度压力及其保温时间来实现组织性能的调控，在高性能复杂零件制造成型方面极具发展潜力。热等静压工艺的基本加工流程请参阅图1。
2、热等静压过程是一个复杂热-力耦合、大变形和非线性过程，零件形状控制问题一直没有得到很好的解决。而国内对热等静压净近成形技术研究得较少，工艺尚不成熟。粉末热等静压是一种相对较新的加工方法，在设计选择热等静压工艺参数时缺乏相关的参考依据。粉体较大的体积收缩使得零件的控形变得非常困难，通常要经过多次模拟或实验才能得到目标件。这就导致在无热等静压工艺参数参考依据的情况下，零件的设计周期较长、研发成本较高。因此，需要对喷油嘴柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法进行改进，构建柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计系统，实现喷油嘴零件的热等静压近净成形，具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法及系统，以解决现有技术中采用粉末热等静压的加工方法时，热等静压工艺参数在设计和选择时缺乏相关的参考依据，使得零件的控形非常困难，需要经过多次
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：
3、第一方面，本专利技术公开了一种柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，包括以下步骤：
4、s1、基于热等静压工艺参数与喷油嘴本体参数之间的响应关系，构建热等静压工艺参数-喷油嘴本体参数数据库；
5、s2、输入喷油嘴本体参数要求以及工艺结果要求；
6、s3、根据输入的喷油嘴本体参数要求以及工艺结果要求，在数据库中查询是否储存有对应的喷油嘴本体参数以及工艺结果；
7、若有，则执行步骤s4，若没有，则跳转执行步骤s5；
8、s4、判断对应于输入的喷油嘴本体参数要求的工艺结果是否符合要求；
9、若符合要求，则跳转执行步骤s7；若结果不符合要求，则执行步骤s5；
10、s5、基于热等静压工艺参数与喷油嘴本体参数的关系模型，针对输入的喷油嘴本体参数要求进行结果预测，得到预测结果，并判断预测结果是否符合要求；
11、若符合要求，则跳转执行步骤s7，若不符合要求，则执行步骤s6；
12、s6、对输入的喷油嘴本体参数进行优化，并得到多组优化后的工艺结果，筛选符合要求的工艺结果对应的工艺参数，并执行步骤s7；
13、s7、根据符合要求的喷油嘴本体参数以及工艺结果进行实际喷油嘴热等静压成形实验并得到实验结果，作为喷油嘴实际的生产参数。
14、作为优选，步骤s1至步骤s7中，喷油嘴本体参数包括喷油嘴形状尺寸参数以及喷油嘴粉末体粉体致密度参数。
15、作为优选，s5中，基于热等静压工艺参数与喷油嘴本体参数的关系模型，针对输入的喷油嘴本体参数要求进行结果预测，采用以下方法：
16、s5.1、构建喷油嘴热等静压有限元模型，根据热等静压工艺参数对喷油嘴热等静压过程进行模拟，并得到喷油嘴本体参数模拟结果；
17、s5.2、采用神经网络算法，基于喷油嘴本体参数模拟结果，建立热等静压工艺参数与喷油嘴本体参数之间的关系模型；
18、s5.3、根据输入的喷油嘴本体参数，基于热等静压工艺参数与喷油嘴本体参数之间的关系模型，对喷油嘴本体参数进行预测，得到输入的喷油嘴本体参数对应的预测工艺结果。
19、作为优选，步骤s6中，基于热等静压工艺参数与喷油嘴本体参数之间的关系模型，采用爬山算法对输入的喷油嘴本体参数进行优化，以与输入的喷油嘴本体参数对应的热等静压工艺参数相邻近的热等静压工艺参数为爬山算法的起点，并在热等静压工艺参数-喷油嘴本体参数数据库内寻找局部最优解，并以该局部最优解为基础，寻找下一个局部最优解，并不断重复直到达到预设的停止条件，得到多组优化后的热等静压工艺参数，然后筛选得到粉体致密度符合要求的喷油嘴本体参数对应的热等静压工艺参数，然后执行步骤s7。
20、作为优选，步骤s6中，采用爬山算法对输入的喷油嘴本体参数进行优化包括以下步骤：
21、s6.1、以与输入的喷油嘴本体参数对应的热等静压工艺参数相邻近的热等静压工艺参数为爬山算法的起点；
22、s6.2、在热等静压工艺参数-喷油嘴本体参数数据库中分别寻找粉体致密度、形状尺寸两个指标变量的局部最优解以及对应的多组热等静压工艺参数；
23、s6.2、剔除形状尺寸不达标的喷油嘴本体参数对应的热等静压工艺参数组合，得到形状尺寸达标的喷油嘴本体参数对应的热等静压工艺参数组合；
24、s6.3、基于步骤s6.2中形状尺寸达标的喷油嘴本体参数对应的热等静压工艺参数组合，将符合要求的粉体致密度作为筛选指标，得到粉体致密度符合要求的喷油嘴本体参数对应的热等静压工艺参数，然后执行步骤s7。
25、作为优选，将开展喷油嘴热等静压成形实验的参数和实验结果输入到热等静压工艺参数-喷油嘴本体参数数据库中，以丰富更新数据库中的数据。
26、第二方面，本专利技术还公开了一种柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计系统，用于实现如上所述柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，包括热等静压工艺参数-喷油嘴本体参数数据库和工艺设计模块；
27、所述热等静压工艺参数-喷油嘴本体参数数据库包括工艺数据库以及数据库管理模块；
28、所述工艺数据库用于储存热等静压工艺参数以及对应的喷油嘴本体参数，所述数据库管理模块用于对工艺数据库相关的数据进行查询、录入、删除、修改操作；
29、所述工艺设计模块用于对喷油嘴本体参数要求进行结果预测或参数优化，并输出优化后的喷油嘴本体参数以及工艺结果；
30、工艺数据库的信号输出端连接至数据库管理模块的第一信号输入端；
31、数据库管理模块的第一信号输出端连接至工艺数据库的信号输入端；数据库管理模块的第二信号输出端连接至工艺设计模块的第一信号输入端；
32、工艺设计模块的第一信号输出端连接至数据库管理模块的第二信号输入端，用于更新数据库中的数据；工艺设计模块的第二信号输出端用于输出符合要求的喷油嘴本体参数以及工艺结果。
33、作为优选，所述柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计系统还包括热等静压成形实验平台，热等静压成形实验平台的第一信号输入端与工艺设计模块的第二信号输出端连接，用于接收来自于工艺设计模块输出的符合要求的喷油嘴本体参数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，其特征在于，步骤S1至步骤S7中，喷油嘴本体参数包括喷油嘴形状尺寸参数以及喷油嘴粉末体粉体致密度参数。
3.根据权利要求2所述的柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，其特征在于，S5中，基于热等静压工艺参数与喷油嘴本体参数的关系模型，针对输入的喷油嘴本体参数要求进行结果预测，采用以下方法：
4.根据权利要求3所述的柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，其特征在于，步骤S6中，基于热等静压工艺参数与喷油嘴本体参数之间的关系模型，采用爬山算法对输入的喷油嘴本体参数进行优化，以与输入的喷油嘴本体参数对应的热等静压工艺参数相邻近的热等静压工艺参数为爬山算法的起点，并在热等静压工艺参数-喷油嘴本体参数数据库内寻找局部最优解，并以该局部最优解为基础，寻找下一个局部最优解，并不断重复直到达到预设的停止条件，得到多组优化后的热等静压工艺参数，然后筛选得到粉体致密度符合要求的喷油嘴本体参数对应的热等静压工艺参数，
5.根据权利要求4所述的柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，其特征在于，步骤S6中，采用爬山算法对输入的喷油嘴本体参数进行优化包括以下步骤：
6.根据权利要求1或2所述的柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，其特征在于，将开展喷油嘴热等静压成形实验的参数和实验结果输入到热等静压工艺参数-喷油嘴本体参数数据库中，以丰富更新数据库中的数据。
7.一种柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计系统，用于实现如权利要求5所述柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，其特征在于，包括热等静压工艺参数-喷油嘴本体参数数据库和工艺设计模块；
8.根据权利要求7所述的柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计系统，其特征在于，所述柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计系统还包括热等静压成形实验平台，热等静压成形实验平台的第一信号输入端与工艺设计模块的第二信号输出端连接，用于接收来自于工艺设计模块输出的符合要求的喷油嘴本体参数以及工艺结果，并进行实际喷油嘴热等静压成形实验并得到实验结果，作为喷油嘴实际的生产参数。
9.根据权利要求8所述的柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计系统，其特征在于，所述柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计系统还包括热等静压成形有限元分析模块和参数优化模块，热等静压成形有限元分析模块的信号输入端与工艺设计模块的第三信号输出端连接，热等静压成形有限元分析模块的信号输出端与工艺设计模块的第二信号输入端连接；
10.根据权利要求9所述的柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计系统，其特征在于，热等静压成形实验平台的第二信号输出端连接至数据库管理模块的第三信号输入端，将开展喷油嘴热等静压成形实验的参数和实验结果输入到热等静压工艺参数-喷油嘴本体参数数据库中，以丰富更新数据库中的数据，使得能够通过实际的实验数据和模拟的有限元数据完善热等静压工艺数据库管理系统。
...【技术特征摘要】
1.一种柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，其特征在于，步骤s1至步骤s7中，喷油嘴本体参数包括喷油嘴形状尺寸参数以及喷油嘴粉末体粉体致密度参数。
3.根据权利要求2所述的柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，其特征在于，s5中，基于热等静压工艺参数与喷油嘴本体参数的关系模型，针对输入的喷油嘴本体参数要求进行结果预测，采用以下方法：
4.根据权利要求3所述的柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，其特征在于，步骤s6中，基于热等静压工艺参数与喷油嘴本体参数之间的关系模型，采用爬山算法对输入的喷油嘴本体参数进行优化，以与输入的喷油嘴本体参数对应的热等静压工艺参数相邻近的热等静压工艺参数为爬山算法的起点，并在热等静压工艺参数-喷油嘴本体参数数据库内寻找局部最优解，并以该局部最优解为基础，寻找下一个局部最优解，并不断重复直到达到预设的停止条件，得到多组优化后的热等静压工艺参数，然后筛选得到粉体致密度符合要求的喷油嘴本体参数对应的热等静压工艺参数，然后执行步骤s7。
5.根据权利要求4所述的柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，其特征在于，步骤s6中，采用爬山算法对输入的喷油嘴本体参数进行优化包括以下步骤：
6.根据权利要求1或2所述的柴油低速机喷油嘴热等静压成形工艺设计方法，其特征在于，将开展喷油嘴热等静压成形实验的参数和实验结果输入到热等静压工艺...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁宏，戴魏魏，夏冬莺，蒋倩，蒋立鹤，王子晗，陈舒婷，王洋，王方旋，杜继强，张渝，
申请(专利权)人：南京中远海运船舶设备配件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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