[发明专利]一种热压罐成型固化热分布预测方法

权利要求书

1.一种热压罐成型固化热分布预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、数据准备，从结构参数及温度均匀性分析梳理识别热压罐固化成型过程零件表面热分布的主要影响因素，通过读取数据库中已采集的温度均匀性数据、工艺参数数据以及读取工艺数模中的结构参数来收集表征主要影响因素的数据，所述温度均匀性数据包括每分钟热压罐温度、每罐距离开始设置温度的运行时长、每分钟热电偶温度、工装在热压罐内的摆放位置和热电偶设置在工装的位置；

b、数据预处理，将结构参数归一化，根据温度均匀性数据中的每罐距离开始设置温度的运行时长和每分钟热电偶温度计算固化度；

c、模型建立及训练：将归一化的结构参数、温度均匀性数据以及固化度作为建立SVM回归预测模型的训练数据；以归一化的结构参数、固化度以及温度均匀性数据中的每分钟热压罐温度、工装在热压罐内的摆放位置和热电偶设置在工装的位置作为输入参数，以温度均匀性数据中的每分钟热电偶温度作为输出目标参数的方式构建SVM回归预测模型；

d、数据预测，获取待预测的组合零件参数，包括工装在热压罐内的摆放位置、热电偶设置在工装的位置、结构参数及工艺参数数据，并归一化结构参数；先根据工艺参数数据计算每分钟热压罐温度及运行时长，然后利用SVM回归预测模型预测第一分钟热电偶温度值，根据第一分钟热电偶温度值计算第二分钟固化度作为输入属性，并利用SVM回归预测模型预测第二分钟热电偶温度值，依次利用SVM回归预测模型与固化度迭代计算出热压罐成型固化过程中每分钟热电偶温度值，并存储到数据库中；

e、结果输出，根据步骤d计算出的热压罐成型固化过程中每分钟热电偶温度值，计算热压罐成型固化零件不同区域的温度差，判断不同组合进罐的零件表面的热分布均匀性。

2.根据权利要求1所述的一种热压罐成型固化热分布预测方法，其特征在于：所述步骤b中，固化度通过式1和式2进行计算；

式中，α为固化度，T为热电偶温度值，t为运行时间；

当t＝0时，固化度α＝0；R＝8.31434J/mol,A₁＝2.102×10⁹min,A₂＝-2.102×10⁹min,E₁＝8.07×10⁴J/mol,E₂＝7.78×10⁴J/mol,E₃＝5.66×10⁴J/mol,A₃＝1.96×10⁵min。

3.根据权利要求1所述的一种热压罐成型固化热分布预测方法，其特征在于：所述步骤b中，将结构参数归一化是指min-max归一化：

其中，x_i为样本原始值，为归一化值，x_min为样本最小值，x_max为样本最大值。

4.根据权利要求1所述的一种热压罐成型固化热分布预测方法，其特征在于：所述温度均匀性数据中，工装在热压罐内的摆放位置通过工装距离热压罐罐门距离和工装距离热压罐中轴面距离进行表征，热电偶设置在工装的位置通过热电偶距离工装前段距离和热电偶距离工装对称面距离进行表征。

5.根据权利要求1所述的一种热压罐成型固化热分布预测方法，其特征在于：所述工艺参数数据包括升温速率V_升温、恒温温度T_con、恒温时长t_con、降温速率V_降温和降温结束温度T_down，结构参数包括工装信息和零件信息。

6.根据权利要求5所述的一种热压罐成型固化热分布预测方法，其特征在于：所述工装信息包括工装长、工装宽、工装高、工装质量、工装外表面积、工装体积、工装换热面积和工装热熔；零件信息包括零件长、零件宽、零件高、零件质量、零件表面积、零件体积、零件换热面积和零件热熔。

7.根据权利要求1所述的一种热压罐成型固化热分布预测方法，其特征在于：所述步骤d中，根据工艺参数数据计算每分钟热压罐温度及运行时长包括：

S1、根据工艺参数数据计算升温阶段每分钟热压罐温度；

T_t＝T₀+(t-1)×V_升温 式6

其中，T_t为第t分钟的热压罐温度，T₀为开始温度，t为升温阶段运行分钟，V_升温为升温速率；T_t＜＝T_con，T_con为恒温温度；

S2、根据工艺参数数据计算恒温阶段热压罐固化时长；

t_恒＝t_等待+t_con 式7

其中，t_恒为实际热压罐恒温阶段时长，t_con为最慢热电偶恒温时长，t_等待为热压罐温度到达恒温温度T_con起至最慢热电偶温度到达恒温温度T_con的时间；

S3、根据工艺参数数据计算降温阶段每分钟热压罐温度；

T_t＝T_con-(t-1)×V_降温 式8

其中，T_t为第t分钟的热压罐温度，T_t＜＝T_con，T_con为恒温温度，t为降温阶段运行分钟，V_降温为降温速率。