(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111601211.7 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 北京适创科技有限公司 地址 100089 北京市海淀区中关村东路1号 院3号楼4层404 号房 (72)发明人 靳远　李静雅　张伟　 (74)专利代理 机构 北京中企鸿阳知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11487 代理人 苏艳 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于计算机仿真的自动高压压铸浇口 设计方法 (57)摘要 本发明提出了一种基于计算机仿真的自动 高压压铸浇口设计方法， 包括： 获取三维模型的 二维投影， 包括： 将铸件对应的三维网格投影到 笛卡尔坐标系下以以x,y,z轴正负方向为法向量 的六个平 面上； 浇口参数化 设计， 包括： 在铸件对 应的三维网格上自动定义放置浇口的位置； 浇口 设计优化， 包括： 通过基于压铸模拟的离散优化 算法生成参数化浇口， 包括： 首先随机生成一系 列浇口设计， 然后将上述生 成的浇口设计被用于 压铸仿真计算； 根据仿真计算出的不同设计对应 的最终卷气量， 利用优化算法生成新的设计以减 小卷气量； 当执行一系列迭代以后， 选取对应卷 气量最小的设计作为 最终设计 。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 114297844 A 2022.04.08 CN 114297844 A 1.一种基于计算机 仿真的自动高压 压铸浇口设计方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤S1， 获取三维模型的二维投影， 包括： 将铸件对应的三维网格投影到笛卡尔坐标系 下以以x,y,z轴正负方向为法向量的六个平面上； 步骤S2， 浇口参数化设计， 包括： 在铸件对应的三维网格上自动定义放置浇口的位置， 其中， 浇口设计在二维投影平面上进行， 将设计完成的浇口再投影回三维模型并进行数值 模拟； 步骤S3， 浇口设计优化， 包括： 通过基于压铸模拟的离散优化算法生成参数化浇口， 包 括： 首先随机生 成一系列浇口设计， 然后将上述生成的浇口设计被用于压铸 仿真计算； 根据 仿真计算出 的不同设计对应的最终卷气量， 利用优化算法生成新的设计以减小卷气量； 当 执行一系列迭代以后， 选取对应卷气量 最小的设计作为 最终设计。 2.如权利要求1所述的基于计算机仿真的自动高压压铸浇口设计方法， 其特征在于， 在 所述步骤S1中， 对于x正方向， 提取所有在 x负方向上没有相 邻单元的三 维结构化网格单元， 并将该单元在x轴上的坐标值赋予对应的yz平面上的像素； 最终会形成在yz平面上的二维 图像， 该图像的每 个像素点上被赋予该像素点对应的x轴的坐标值。 3.如权利要求1所述的基于计算机仿真的自动高压压铸浇口设计方法， 其特征在于， 在 所述步骤S2中， 采用基于单位圆的浇口参数化方法， 包括： 首先， 单位圆被用于填满二维投 影平面上的可行域； 然后单位圆被根据其在二 维投影平面上的位置排序； 在设计过程中， 多 个单位圆被选作浇口的起点位置， 从多个起点开始延 浇口方向的其后若干个圆会被自动选 中； 彼此相交的选中的单位圆被合并成等价面积， 等价重心的椭圆； 最 终生成的椭圆的长轴 中心线会被选取成浇口。 4.如权利要求3所述的基于计算机仿真的自动高压压铸浇口设计方法， 其特征在于， 浇 口采用起 点单位圆的编号表示。 5.如权利要求1所述的基于计算机仿真的自动高压压铸浇口设计方法， 其特征在于， 在 所述步骤S3中， 1)随机生成m个浇口设计S_0＝{x_1,...,x_m}， 每个设计x_i均是从N个单位圆中随机 选取的n个起 点位置生成的浇口； 2)通过压铸仿真选取对应卷气量 最小的设计x_optimal； 3)对于t从1到T， 执 行： 3‑1)建立样本集{(x_1,y_1), …,(x_m,y_m)},其中x∈S_(t ‑1),y_i＝sign[α _t ‑f(x_ i)]； 3‑2)将集合S_t初始化 为空； 3‑3)依据阈值α _t将 样本对应的设计空间分为两类， 其中， y≥0或者y< 0； 3‑4)在y≥0区域进行采样,并将采集样本归 入集合S_t； 3‑5)计算集合S_t中样本对应的目标函数值， 并更新x_optimal 4)输出x_optimal， 其中， x_optimal 为优化过程输出的最佳浇口设计。 6.如权利要求5所述的基于计算机仿真的自动高压压铸浇口设计方法， 其特征在于， 所 述阈值α 的选取由每次迭代中的采样 样本对应的目标函数值， 仿真计算出的卷气量 来决定。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114297844 A 2一种基于计算机 仿真的自动高压 压铸浇口 设计方法 技术领域 [0001]本发明涉及铸件工艺技术领域， 特别涉及 一种基于计算机仿真的自动高压压铸浇 口设计方法。 背景技术 [0002]在高压压铸中， 融化的金属液从浇 口流进模具。 浇 口设计会直接影响压铸充填过 程中的卷气以及缺陷的形成， 从而决定铸件的最 终质量。 在传统工艺设计中， 浇口设计是由 工程师手动实现的。 在实际设计中， 由于铸件复杂的几何造型， 浇口设计的好坏在很大程度 上取决于工程师 的过往经验。 对于某些新型铸件， 甚至需要多次和实验相结合的设计迭代 才能形成最终方案， 从而挤占了企业的人工成本 。 发明内容 [0003]本发明的目的旨在至少解决所述 技术缺陷之一。 [0004]为此， 本发明的目的在于提出一种基于计算机仿真的自动高压压铸浇口设计方 法， 以解决背景技 术中所提到的问题， 克服现有技 术中存在的不足。 [0005]为了实现上述目的， 本发明的实施例提供一种基于计算机仿真的自动高压压铸浇 口设计方法， 包括如下步骤： [0006]步骤S1， 获取三维模型的二维投影， 包括： 将铸件对应的三维网格投影到笛卡尔坐 标系下以 以x,y,z轴正负方向为法向量的六个平面上； [0007]步骤S2， 浇口参数化设计， 包括： 在铸件对应的三维网格上自动定义放置浇口的位 置， 其中， 浇口设计在二 维投影平面上进 行， 将设计完成的浇口再投影回三 维模型并进行数 值模拟； [0008]步骤S3， 浇口设计优化， 包括： 通过基于压铸模拟的离散优化算法生成参数化浇 口， 包括： 首先随机生成一系列浇口设计， 然后将上述生成的浇口设计被用于压铸仿真计 算； 根据仿真计算出 的不同设计对应的最终卷气量， 利用优化算法生成新的设计以减小卷 气量； 当执 行一系列迭代以后， 选取对应卷气量 最小的设计作为 最终设计。 [0009]由上述任一方案优选的是， 在所述步骤S1中， 对于x正方向， 提取所有在x负方向上 没有相邻单元的三维结构化网格单元， 并将该单元在x轴上 的坐标值赋予对应的yz平面上 的像素； 最终会形成在yz平面上的二维 图像， 该图像的每个像素点上被赋予该像素点对应 的x轴的坐标值。 [0010]由上述任一方案优选的是， 在所述步骤S2中， 采用基于单位圆的浇口参数化方法， 包括： 首先， 单位圆被用于填满二 维投影平面上的可行域； 然后单位圆被根据其在二 维投影 平面上的位置排序； 在设计过程中， 多个单位圆被选作浇口的起点位置， 从多个起点开始延 浇口方向的其后若干个圆会被 自动选中； 彼此相交的选中的单位圆被合并成等价面积， 等 价重心的椭圆； 最终生成的椭圆的长轴中心线会被选取成浇口。 [0011]由上述任一方案优选的是， 浇口采用起 点单位圆的编号表示。说　明　书 1/4 页 3 CN 114297844 A 3