【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硬母线加工技术，尤其涉及一种用于硬母线的加工制作方法及系统。
技术介绍
1、硬母线是电力系统中重要的配电装置，广泛应用于变电站、发电厂、工矿企业等场合。硬母线的加工质量直接影响配电系统的安全性、可靠性和经济性。传统的硬母线加工主要依赖人工经验，存在加工效率低、质量不稳定等问题。随着配电系统容量的不断增大，对硬母线的加工精度和效率提出了更高的要求。
2、为解决上述问题，亟需开发一种智能化的硬母线加工制作方法及系统。该方法及系统应能够针对硬母线加工特点，优化加工参数，实现加工过程的实时监测和闭环控制，充分利用加工数据指导生产优化，提高硬母线加工的质量、效率和柔性。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种用于硬母线的加工制作方法及系统，能够解决现有技术中的问题。
2、本专利技术实施例的第一方面，
3、提供一种用于硬母线的加工制作方法，包括：
4、获取待加工硬母线的材料属性、几何特征以及加工工艺参数，并基于获取的材料属性和几何特征，采用多尺度建模方法对所述硬母线进行物理特性建模，所述多尺度建模方法包括宏观尺度建模和微观尺度建模，得到多尺度物理特性模型，同时基于待加工硬母线的加工工艺参数，建立硬母线加工过程的物理场耦合模型；
5、将得到的多尺度物理特性模型和多物理场耦合模型集成到有限元分析软件中，输入实际加工工艺参数，进行切削过程的数值模拟，得到硬母线加工过程的物理场响应数据，构建硬母线加工制作的高保真数字孪生模型
6、基于得到的高保真数字孪生模型，开发硬母线加工虚拟仿真优化平台，在所述硬母线加工虚拟仿真优化平台中进行加工工艺仿真，并根据仿真结果，建立加工质量和效率的评价指标体系，采用优化算法获取最优加工方案，将得到的最优加工方案应用于实际的硬母线加工制作过程，并对加工结果进行测量和评估。
7、在一种可选的实施例中，
8、采用多尺度建模方法对所述硬母线进行物理特性建模，所述多尺度建模方法包括宏观尺度建模和微观尺度建模，得到多尺度物理特性模型包括：
9、采用计算机辅助设计软件构建硬母线的三维实体模型，所述三维实体模型包括硬母线的几何形状和尺寸，对所述三维实体模型进行空间离散化，生成有限元网格模型，所述有限元网格模型采用四面体或六面体单元；
10、定义硬母线的宏观材料属性参数，所述宏观材料属性参数包括弹性模量、泊松比、屈服强度和硬度，同时获取硬母线的残余应力场分布，将所述宏观材料属性参数添加至有限元网格模型，并将所述残余应力场分布作为有限元网格模型的初始应力场，得到硬母线物理特性的宏观尺度模型；
11、采用扫描电子显微镜和电子背散射衍射获取硬母线微观组织图像，其中包括硬母线的形貌特征和晶体学信息，利用图像重构算法对所述硬母线微观组织图像进行重构，并引入损伤演化方程，得到硬母线物理特性的微观尺度模型；
12、建立多尺度信息传递与耦合机制，在宏观尺度模型中计算得到宏观应变场，通过局部化方法将宏观应变场作为边界条件施加到微观尺度模型中，同时采用均匀化方法将更新后的微观尺度模型参数传递至宏观尺度模型，更新宏观尺度模型参数，重复迭代直到达到预设的终止条件，最终得到综合的多尺度物理特性模型。
13、在一种可选的实施例中，
14、利用图像重构算法对所述硬母线微观组织图像进行重构，并引入损伤演化方程，得到硬母线物理特性的微观尺度模型包括：
15、通过阈值分割算法对硬母线微观组织图像进行分割，提取晶体粒的微观特征，并采用拓扑重构方法将得到的微观特征转化为几何实体，构建微观组织的三维几何模型；
16、对三维几何模型进行网格划分，生成微观有限元模型，并根据硬母线材料的晶体结构类型构建多个晶体塑性本构模型，采用数值积分算法求解所述晶体塑性本构模型，得到各个晶体结构在载荷作用下的应力应变响应；
17、基于各个晶体结构在载荷作用下的应力应变响应，在微观有限元模型中引入损伤演化方程，并与晶体塑性本构模型耦合，模拟微观组织在载荷作用下的损伤萌生、扩展和聚合过程，预测材料的断裂失效行为，最终得到硬母线物理特性的微观尺度模型；
18、其中，晶体塑性本构模型公式如下：
19、；
20、其中，e表示应变速率，n表示滑移系数量，表示第 α个滑移系的滑移率，s( α)表示第 α个滑移系的滑移方向，表示外积操作，m( α)表示第 α个滑移系的滑移面法向量，τ( α)表示第 α个滑移系上的分切应力，g( α)表示第 α个滑移系的临界分切应力，n表示应变硬化行为参数，q表示激活能，b表示热力学常数，t表示绝对温度，p表示应力硬化行为参数，q表示滑移系的温度和应变率敏感指数；
21、损伤演化方程公式如下：
22、；
23、其中，d表示损伤变量，y表示应变能释放率，y0表示损伤起始阈值，s表示损伤的增长速率，m表示损伤的敏感程度。
24、在一种可选的实施例中，
25、将得到的多尺度物理特性模型和多物理场耦合模型集成到有限元分析软件中，输入实际加工工艺参数，进行切削过程的数值模拟，得到硬母线加工过程的物理场响应数据，构建硬母线加工制作的高保真数字孪生模型包括：
26、获取硬母线加工制作过程的实际加工测试数据，将得到的物理场响应数据与实际加工测试数据进行对比，并根据对比结果，判断是否对物理场响应数据进行校正；
27、若判断结果为需要对物理场响应数据进行校正，则对实际加工测试数据进行预处理，提取所述实际加工测试数据的关键特征信息，构建特征向量；
28、将所述特征向量输入预先构建物理场响应预测模型中，所述物理场响应预测模型包括卷积神经网络和长短时记忆网络，利用卷积神经网络提取所述实际加工测试数据的局部特征和时间依赖关系，得到第一特征表示；
29、将所述第一特征表示输入长短时记忆网络中，通过长短时记忆网络建立所述实际加工测试数据的时序动态模型，对物理场响应数据进行连续预测，得到第二特征表示；
30、利用预先训练好的生成对抗网络，根据不同加工条件生成与所述实际加工测试数据对应的扩充数据样本；
31、将得到的第二特征表示以及扩充数据样本进行融合，将融合后的数据输入物理场响应预测模型中，得到预测的物理场响应数据，将预测的物理场响应数据与原始的物理场响应数据进行比较，根据比较结果对原始的物理场响应数据进行更新，并利用更新后的物理场响应数据，构建所述硬母线加工制作过程的高保真数字孪生模型。
32、在一种可选的实施例中，
33、利用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于硬母线的加工制作方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用多尺度建模方法对所述硬母线进行物理特性建模，所述多尺度建模方法包括宏观尺度建模和微观尺度建模，得到多尺度物理特性模型包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用图像重构算法对所述硬母线微观组织图像进行重构，并引入损伤演化方程，得到硬母线物理特性的微观尺度模型包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将得到的多尺度物理特性模型和多物理场耦合模型集成到有限元分析软件中，输入实际加工工艺参数，进行切削过程的数值模拟，得到硬母线加工过程的物理场响应数据，构建硬母线加工制作的高保真数字孪生模型包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利用预先训练好的生成对抗网络，根据不同加工条件生成与所述实际加工测试数据对应的扩充数据样本包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据仿真结果，建立加工质量和效率的评价指标体系，采用优化算法获取最优加工方案包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
8.一种用于硬母线的加工制作系统，用于实现前述权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种用于硬母线的加工制作方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用多尺度建模方法对所述硬母线进行物理特性建模，所述多尺度建模方法包括宏观尺度建模和微观尺度建模，得到多尺度物理特性模型包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用图像重构算法对所述硬母线微观组织图像进行重构，并引入损伤演化方程，得到硬母线物理特性的微观尺度模型包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将得到的多尺度物理特性模型和多物理场耦合模型集成到有限元分析软件中，输入实际加工工艺参数，进行切削过程的数值模拟，得到硬母线加工过程的物理场响应数据，构建硬母线加工制作的高保真数字孪生模型包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利...
【专利技术属性】
技术研发人员：李拓，苑玉超，古晓东，何常红，罗健，吴向阳，王敬渊，王生旭，邓洪，陈伟，崔艳龙，郑冀光，杜博文，张立那，赵治华，张琦，王建东，郭琦沛，
申请(专利权)人：中铁电气化局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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