[发明专利]一种基于数字孪生模型的燃料喷射系统寿命预测方法及电子设备

权利要求书

1.一种基于数字孪生模型的燃料喷射系统寿命预测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1.构建燃料喷射系统数字孪生模型，所述数字孪生模型由实时映射的物理样机和虚拟样机构成，其中虚拟样机是包括几何模型、系统模型、流固耦合模型和寿命评估模型构成的多学科联合仿真模型，通过神经网络降阶得到；

S2.利用S1中虚拟样机仿真得到燃料喷射系统工作状态下的磨损量；

S3.通过测量获取物理样机的实际磨损量；

S4.以物理样机的实测值与虚拟样机仿真的结果进行对比，对燃料喷射系统虚拟样机模型进行修正；

S5.将物理样机实时测量的泵端压力、器端压力、喷油量传入燃料喷射系统虚拟样机模型，并完成燃料喷射系统物理样机寿命的快速预测。

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生模型的燃料喷射系统寿命预测方法，其特征在于，S1中所述虚拟样机的建立方法如下：

S11.基于参数化建模技术，建立燃料喷射系统三维几何模型；

S12.基于系统仿真分析工具建立系统模型。

S13.基于结构分析工具、流体分析工具建立流固耦合模型；

S14.基于Archard理论建立燃料喷射系统寿命预测模型。

S15.基于联合仿真工具实现几何模型、系统模型、流固耦合模型、寿命评估模型的数据连接，构建寿命预测联合仿真模型；

S16.基于CNN-LSTM神经网络，将燃料喷射系统联合仿真模型的降阶，建立能够依据输入快速响应的虚拟样机。

3.根据权利要求1所述的基于数字孪生模型的燃料喷射系统寿命预测方法，其特征在于，S11中燃料喷射系统三维几何模型的建立方法如下：

S111.使用三维建模工具，基于参数化建模技术，建立能够基于输入数据快速修正的燃料喷射系统参数化三维模型的建模，完成原始几何模型的建立；

S112.将燃料喷射系统物理样机的计量数据，作为参数导入所述几何模型，完成几何结构的修正。

4.根据权利要求1所述的基于数字孪生模型的燃料喷射系统寿命预测方法，其特征在于，S12中的系统模型建立方法如下：

S121.基于系统建模工具，完成燃料喷射系统的系统模型建模；

S122.基于几何模型，提取结构相关数据传入系统模型；

S123.将物理样机实测的初始工况数据，传入系统模型，完成初始系统模型建模；

S124.基于系统模型计算的泵端压力、器端压力以及燃料喷射量，与实测数据进行对比，对模型进行修正。

5.根据权利要求1所述的基于数字孪生模型的燃料喷射系统寿命预测方法，其特征在于，S13中的流固耦合模型建模方法如下：

S131.基于结构分析工具，完成燃料喷射系统结构模型的建立；

S132.基于流体分析工具，完成燃料喷射系统流体模型的建立；

S133.通过流固耦合工具实现结构模型和流体模型的连接，完成流固耦合模型构建；

S134.将进油压力、出油压力和系统模型计算得到的运动件的速度等条件，做为边界导入流固耦合模型，完成泵端压力、器端压力和燃料喷射量的计算；

S135.将流固耦合模型计算的泵端压力、器端压力与系统模型计算的对应数据进行对比，完成流固耦合模型的修正。

6.根据权利要求1所述的基于数字孪生模型的燃料喷射系统寿命预测方法，其特征在于，S14中基于寿命预测模型进行寿命预测的方法如下：

S141.基于燃料喷射系统实验数据和历史失效数据，确定最大允许磨损量。

S142.将流固耦合模型计算的单位周期内的接触压力和滑移距离，以及材料参数传入所述寿命预测模型，计算单位周期的燃料喷射系统的磨损，即基于寿命评估模型，计算燃料喷射系统的累积磨损量；

S143.当燃料喷射系统累计磨损量达到最大许用磨损量时，视为产品寿命到期，完成寿命评估。