申请/专利权人：华南理工大学

申请日：2022-04-11

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN114864017B

主分类号：G16C60/00

分类号：G16C60/00;G06F30/27;B22D17/32;G06F111/10;G06F113/26;G06F119/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.08.23#实质审查的生效;2022.08.05#公开

摘要：本发明涉及数值模拟与机器学习领域，为一种铝合金铸件全域晶粒尺寸的预测计算方法和系统，该方法包括进行铝合金铸件充型与凝固过程的温度场数值模拟，构建凝固特征数据集；采用CA模拟铝合金铸件随机多个位置的微观组织演变，构建BPNN的模拟数据库；搭建BPNN模型，训练并验证后获得工艺与晶粒尺寸的内在逻辑与模型，执行铝合金铸件全域晶粒尺寸的预测任务。本发明可以快速、准确、低成本的预测铝合金铸件全域晶粒尺寸，对铝合金铸件组织与力学性能控制、优化铸造工艺参数具有重要意义。

主权项：1.一种铝合金铸件全域晶粒尺寸的预测计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、对铝合金铸件充型与凝固过程进行温度场模拟，获得充型与凝固期间铸件单元的温度数据；S2、对铸件单元的温度数据进行数据预处理和特征值构建，获得不同铸件单元对应于温度节点集的凝固时刻集；S3、分别建立晶粒形核模型、生长模型和溶质扩散模型，设计CA算法；所述晶粒形核模型，采用高斯连续模型，形核密度增量δn为过冷度的函数，δn的计算公式为： 其中，Nmax是最大形核密度，ΔTσ是标准偏差过冷度，ΔTN是平均形核过冷度，ΔT是总过冷度；所述生长模型基于总过冷度同时结合晶粒的择优取向、动力学系数和正交网格的各向异性，计算晶粒的生长速度；所述溶质扩散模型的公式为： 其中，Φ是合金的溶质成分集合，C是单元浓度，x、y分别是合金成分Si和Mg，Dxy是成分y影响下x的扩散系数，Ψ是相的种类集合，z是特定相，和是固液界面处溶质x在液相和固相的浓度，fs,z是相z的固相分数，t是时间；S4、将不同铸件单元对应于温度节点集的凝固时刻集输入CA算法，模拟铝合金铸件随机多个位置的微观组织演变，计算晶粒尺寸并构建模拟数据库；S5、构建BPNN模型，输入模拟数据库对BPNN模型进行训练，得到铸件凝固时刻集与晶粒尺寸的内在映射关系模型；S6、通过铸件凝固时刻集与晶粒尺寸的内在映射关系模型对铝合金铸件全域晶粒尺寸进行预测计算。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华南理工大学 一种铝合金铸件全域晶粒尺寸的预测计算方法和系统

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