买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：中国兵器装备集团西南技术工程研究所

摘要：本发明提供一种耦合数值计算与机器学习的收口筒体结构优化方法，涉及筒体结构分析领域，包括：步骤S1、确定影响铝合金药筒使用性能的关键材料性能参数与关键结构参数，以及它们对应的可调范围；步骤S2、建立铝合金收口筒体的有限元分析模型，开展数值仿真与准确度验证；步骤S3、对铝合金的材料性能及收口筒体的结构参数进行采样，并进行有限元数值计算，构建铝合金收口筒体结构‑性能数据库；步骤S4、对铝合金收口筒体结构‑性能数据库进行机器学习，确定映射关系，并进行铝合金收口筒体结构设计优化。该方法有效解决实验优化影响因素冗杂、仿真模拟计算量大等问题，从而加快弹壳及小口径炮弹等铝合金收口筒体的结构优化。

主权项：1.一种耦合数值计算与机器学习的收口筒体结构优化方法，其特征在于：包括：步骤S1、确定影响铝合金药筒使用性能的关键材料性能参数与关键结构参数，以及它们对应的可调范围；其中，关键材料性能参数包括铝合金屈服强度与失效应变，关键材料性能参数的可调范围为现役材料性能的±10%；关键结构参数包括收口筒体壁厚与底厚，关键结构参数的可调范围为现役筒体壁厚与底厚的±15%；步骤S2、建立铝合金收口筒体的有限元分析模型，开展数值仿真计算，并结合实验验证数值计算准确度；具体为：步骤S21、采用参数化建模方法建立铝合金收口筒体的有限元分析模型：收口筒体有限元分析模型包括药筒与部分身管，首先，根据铝合金收口筒体的实际尺寸，在ABAQUS软件中建立筒体和身管的轴向截面，并绕轴向旋转截面生成四分之一模型；然后，采用六面体结构网格单元进行网格划分，对几何过度处的网格进行细化；之后，根据ABAQUS软件自动生成的建模执行日志文件、创建Python脚本程序文件；最后，将步骤S1中确定的关键材料性能参数及关键结构参数使用变量代替，形成Python脚本语言，完成收口筒体有限元分析模型的参数化建模；步骤S22、根据实际工况设置收口筒体的边界条件，进行有限元数值模拟：约束身管的所有自由度，药筒外壁面与身管内壁面设置为面面接触；采用分段分布的形式将压力加载到药筒内表面以模拟火药燃爆过程中膛压变化；步骤S23、基于射击试验结果对收口筒体有限元模型的准确度进行标定：提取药筒内壁底部、腰部和喉部处的变化曲线，即变形随时间变化的曲线，并将其与射击试验后测得的变形量进行对比，获得相对误差Wx： ；式中：Mn表示模拟结果所得的值，Mt表示试验后测试值；当相对误差Wx小于10%，收口筒体有限元模型的准确度满足需求，完成模型建立；否则，返回步骤S21中进行网格细化、以提高模型的计算准确度；步骤S3、基于正交试验法对铝合金的材料性能及收口筒体的结构参数进行采样，并进行有限元数值计算，构建铝合金收口筒体结构-性能数据库；步骤S4、对获得的铝合金收口筒体结构-性能数据库进行机器学习，确定各参数间的映射关系，并进行铝合金收口筒体结构设计优化；具体为：步骤S41、对铝合金收口筒体结构-性能数据进行预处理，并采用分层划分法将其划分为训练数据集与测试数据集；步骤S42、构建铝合金收口筒体的结构-性能神经网络；步骤S43、根据训练完成的铝合金收口筒体的结构-性能神经网络模型，以铝合金筒体结构未发生破坏且质量最小为优化目标，实现对铝合金筒体的结构优化。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国兵器装备集团西南技术工程研究所 耦合数值计算与机器学习的收口筒体结构优化方法