פיתוח מודל חלופי לניסויים דיגיטליים בריתוך

היקף המחקר שלי מתמקד בפיתוח מודלים חלופיים יעילים באמצעות למידת מכונה, במיוחד רשתות עצביות מלאכותיות כדי לחזות מתח שיורי המושרה על ידי ריתוך. ההתמקדות העיקרית שלנו היא בהתייחסות לאוטומציה של יצירת נתונים עבור סימולציית ריתוך כדי לשפר את היעילות. קבענו כי אוטומציה של יצירת נתונים עם סקריפטים ופונקציות מאקרו של Python מפחיתה משמעותית את זמן הגדרת הסימולציה, ומאפשרת יצירת מערכי נתונים גדולים.

בנוסף, מודל המעגלים מבוסס הרשת העצבית המלאכותית שלנו חוזה במדויק מתח שיורי המושרה על ידי ריתוך, ומשיג שגיאה ריבועית ממוצעת יחסית של 0.0024. השגת שגיאה ריבועית ממוצעת יחסית של 0.0024. הפרוטוקול שלנו מציע יתרונות על ידי אוטומציה של יצירת נתונים באמצעות סקריפטים ופונקציות מאקרו של Python, מה שמפחית את הזמן והמאמץ הנדרשים להגדרת סימולציה וחילוץ נתונים.

זה מבטיח עקביות ומאפשר יצירת מערך נתונים נרחב לאימון מודלים של למידת מכונה. כדי להתחיל, פתח את Abaqus ולחץ על קובץ, ולאחר מכן הגדר ספריית עבודה כדי להגדיר את ספריית העבודה. לאחר מכן לחץ ברצף על עבודת מנהל המאקרו של הקובץ וצור מאקרו בשם הקלטה תרמית.

צור מודל לריתוך דגימות. השתמש בחרוז ריתוך יחיד על מקרה אמת מידה של מבנה צלחת כדוגמה. לחץ על החלק ואחריו צור חלק.

צור מודל חצי מעוות תלת מימדי של הדגימה על ידי הוצאת סקיצה מרובעת במישור XY. כעת לחץ על החלק, נווט כדי ליצור מישור דאטום ובחר היסט ממישור העיקרון. הגדר את נקודות ההתחלה והסיום של הריתוך על ידי ציון קיזוזים ממישור YZ על סמך אורך החרוז.

לאחר מכן צור שני מישורי דאטום נוספים עבור עומק ורוחב חרוזים על ידי ציון היסטים ממישור XY ומישור XZ בהתאמה. לחץ על החלק ובחר באפשרות תא המחיצה השתמש במישור הדאטום כדי ליצור מחיצות תאים של הדגימה באמצעות ארבעת מישורי הדאטום. לאחר מכן לחץ על החלק ובחר צור שחול מוצק.

צור סקיצה על אחד ממישורי הדאטום כדי להגדיר את החלק של חרוז הריתוך מתחת למשטח העליון של הדגימה. השתמש בקשת ובשני קווים בעקבות מידות החרוז. הוצא את הסקיצה לעומק אורך החרוז כדי ליצור את החיתוך.

לאחר מכן, הוצא את הסקיצה לאורך החרוז תוך בחירה באפשרות שמור על גבולות פנימיים. לחץ על החלק ולאחר מכן בחר צור מישור נתון, והסט מהמישור העיקרוני. שרטט את חרוז הריתוך באמצעות שתי קשתות בשורה אחת באחד ממישורי הדאטום.

לחץ על חלק, בחר תא מחיצה והשתמש במישור הדאטום כדי ליצור מחיצות תאים של הדגימה באמצעות ארבעת מישורי הדאטום כדי למצוא. כדי להגדיר את החומר של נירוסטה AISI 316 LN, לחץ על המאפיין וצור חומר, ולאחר מכן הגדר צפיפות בתפריט הכללי ומוליכות וחום ספציפי בתפריט התרמי באמצעות נתונים תלויי טמפרטורה. לאחר מכן, הקצה חומר לדגם.

לחץ על הנכס, ואז צור קטע כדי ליצור קטע מוצק הומוגני עם החומר המוגדר. לחץ על מאפיין, הקצה מקטע כדי להקצות את המקטע שנוצר למודל. כעת לחץ על השלב, ואחריו צור שלב ליצירת שלב העברת חום בשם ריתוך עם פרק זמן של 26.43 ותוספת זמן קבועה של 0.1, מה שמבטיח ללא אי ליניאריות של הגיאומטריה.

צור שלב העברת חום נוסף בשם קירור אחד עם פרק זמן של 70 באמצעות מרווחי זמן אדפטיביים עם גדלים התחלתיים, מינימליים ומקסימליים המוגדרים ל-0.1, 0.05 ו-5 בהתאמה. מוגדר ל- 0.1, 0.05 ו- 5 בהתאמה. לבסוף, צור שלב העברת חום בשם קירור שניים עם פרק זמן של 2,000 באמצעות מרווחי זמן אדפטיביים עם גדלי מרווח התחלתי, מינימלי ומקסימלי המוגדרים ל-5, 1 ו-100 בהתאמה.

כדי להגדיר את תכונות המודל, לחץ על מודל, ערוך תכונה. כדי לגשת להגדרות התכונה. הגדר את טמפרטורת האפס המוחלטת ל-273.15.

הגדר את טמפרטורת האפס המוחלטת ל-273.15. ציין את קבוע סטפן-בולצמן כ-5.67 x 10 בחזקת 11. לחץ על השלב וצור פלט שדה כדי להגדיר בקשת טמפרטורת צומת עבור הדגם כולו.

לאחר מכן לחץ על הרכבה וצור מופע כדי ליצור מופע תלוי. לאחר מכן לחץ ברצף על אינטראקציה, צור אינטראקציה ומצב סרט פני השטח כדי ליצור אינטראקציה של מצב סרט פני השטח עם מקדם סרט עד 15 וטמפרטורת שקע של 20 על כל משטחי המודל למעט המישור הסימטרי. הגדר את שלב ההתחלה כריתוך.

כעת לחץ ברצף על אינטראקציה, צור אינטראקציה וקרינת פני השטח כדי ליצור אינטראקציה של קרינת פני השטח עם פליטה של 0.7 וטמפרטורת סביבה של 20 על כל משטחי המודל למעט המישור הסימטרי. הגדר את שלב ההתחלה כריתוך, הגדר עומסים במודול העומס. לחץ על העומס, צור עומס תרמי ושטף חום גוף כדי ליצור עומס שטף חום גוף מוגדר על ידי המשתמש שמתחיל בשלב הריתוך ואינו פעיל במהלך שני שלבי הקירור.

לאחר מכן לחץ על טען, צור שדה מוגדר מראש, אחר ושדה כדי ליצור שדה טמפרטורה מוגדר מראש החל מהשלב הראשוני לייצוג טמפרטורת חדר של 20. כדי ליצור רשת במודול הרשת, לחץ על רשת, בחר את האובייקט שיהיה חלק וזרע חלק כדי לזרוע את החלק בגודל גלובלי של 0.0024. לחץ על הרשת, ואז קצוות זרעים כדי לזרוע את שולי עומק החרוז ורוחב החרוז במספר 3.

זרע את קצה הקשת במספר 3 ואת קצה אורך החרוז בגודל 0.0015. לאחר מכן, לחץ על רשת, הקצה פקדי רשת והשתמש באלמנט הצורה TET עם הטכניקה החינמית עבור אזור החרוזים. לחץ על רשת, הקצה סוג אלמנט והגדר את סוג האלמנט ל-DC 3D 10, ולאחר מכן רשת את החלק.

השתמש ברשת, ולאחר מכן בקצוות זרעים לקצוות הזרעים במקביל לציר ה-X באזור הרשת העדינה בגודל של 0.0015, בקצוות ציר ה-Y בגודל של 0.0011 ובקצוות ציר ה-Z בגודל של 0.00075. וקצוות ציר Z בגודל 0.00075. כעת לחץ על רשת, ואחריו פקדי רשת שהוקצו כדי להקצות בקרת רשת לאזור הנותר, תוך שימוש באלמנט צורת המשושה בטכניקת הטאטא.

לאחר מכן לחץ על רשת, הקצה סוג אלמנט והגדר את סוג האלמנט ל-DC 3D 20, ולאחר מכן רשת את החלק. לחץ על המשימה, צור עבודה כדי ליצור משימה בשם ניתוח תרמי ולצרף את רוטינת המשתמש D flux. הפסק את הקלטת המאקרו.

ודא שקובץ Python בשם abaqusMacros. py נוצר בספריית העבודה. לבסוף, לחץ על משרה, מנהל עבודה ושלח.

קובץ תוצאות בשם ThermalAnalysis. ODB ייווצר. מתחים אורכיים לאורך קו BD הראו שונות עקבית על פני שילובים שונים של אורך תנועת קשת, מהירות מתקדמת בקשת וקצב קלט אנרגיה נטו כאשר המתח מגיע לשיא קרוב יותר לפני השטח ויורד בעומקים עמוקים יותר.

רוב הפערים בין סימולציה של אלמנטים סופיים לבין תחזיות רשת עצבית מלאכותית נפלו בטווח של 0 עד 2 מגה-פסקל, המהווים 45.2% מנתוני הבדיקה. פחי רמת מתח עם פחות נקודות נתוני אימון הראו פערים מקסימליים גבוהים יותר במערך נתוני הבדיקה כפי שניתן לראות בשאריות מוחלטות של פחים ספציפיים. תחזיות רשת עצבית מלאכותית התאימו באופן הדוק לתוצאות סימולציה של אלמנטים סופיים עם שגיאה ריבועית ממוצעת של 0.0024.