(19)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 202111502696.4 (22)申请日 2021.12.09 (71)申请人 有研工程技术研究院有限公司 地址 101407 北京市怀柔区雁栖经济开发 区兴科东大街1 1号 (72)发明人 郭胜利　李德富　 (74)专利代理 机构 北京北新智诚知识产权代理 有限公司 1 1100 专利代理师 刘秀青 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01) (54)发明名称 一种面向节能降耗的再生黄铜热挤压工艺 优化方法 (57)摘要 本发明涉及一种面向节能降耗的再生黄铜 热挤压工艺优化方法， 包括再生黄铜铸锭加热和 热挤压数值仿真三维模型建立， 构建基于数值仿 真的再生黄铜热挤压数字孪生模 型， 采用仿真模 拟数字孪生模型计算热挤压生产过程中挤压方 式和挤压工艺参数对能耗和产品质量的影响， 优 化工艺； 采集挤压生产海量数据， 修正数字孪生 模型， 采用机器学习构建工艺 ‑组织‑性能‑能耗‑ 成本‑质量之间的映射关系的大数据库， 通过筛 选和优化， 获得最优匹配。 本发明集成再生黄铜 热学特性、 热变形物理特性、 三维仿真模拟、 数字 孪生、 机器学习模型 以及先进的测试表征， 面向 节能降耗， 优化再生黄铜热挤压工艺， 与传统工 艺相比， 能耗可降低15％～35％， 具有显著的经 济效益和社会效益。 权利要求书2页 说明书4页 CN 114492099 A 2022.05.13 CN 114492099 A 1.一种面向节能降耗的再生黄铜热挤压 工艺优化方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： (1)测试再生黄铜热物理性能和热变形特性， 建立再生黄铜铸锭加热和热挤压数值仿 真三维模型； (2)将步骤(1)建立的数值仿真模型进行计算分析， 在计算机上虚拟呈现铸锭加热和挤 压过程的三维可视化过程， 构建仿真模拟数字 孪生模型； (3)通过步骤(2)再生黄铜热挤压仿真模拟数字孪生模型的计算分析， 获得再生黄铜加 热和热挤压全过程数字化大数据， 分析挤压工艺参数对能耗和产品质量影响， 优化再生黄 铜热挤压 工艺； (4)采集再生黄铜热挤压生产 大量数据， 并对仿真模拟数字孪生模型进行修正， 提高仿 真模拟数字 孪生模型的计算精度； (5)采用机器学习模型对工艺 ‑组织‑性能‑能耗‑成本‑质量进行训练， 构 建工艺‑组织‑ 性能‑能耗‑成本‑质量之间的映射关系， 获得最优匹配。 2.根据权利要求1所述的面向节能降耗的再生黄铜热挤压工艺优化方法， 其特征在于， 步骤(1)中所述的再生黄铜铸锭加热和热挤压数值仿真三维模型中， 铸锭加热仿真三维模 型采用有限元法构建， 热挤压数值仿真三维模型中产品现状简单的棒线 管型材采用有限元 法构建， 多孔 挤压模和形状复杂的型 材热挤压三维仿真计算采用有限体积法构建。 3.根据权利要求1所述的面向节能降耗的再生黄铜热挤压工艺优化方法， 其特征在于， 步骤(2)中所述的再生黄铜热挤压数值仿 真数字孪生模型中的物理模型包热塑性本构关系 模型、 摩擦模型、 润滑模型、 损伤模型、 动态材 料模型。 4.根据权利要求1所述的面向节能降耗的再生黄铜热挤压工艺优化方法， 其特征在于， 步骤(2)中所述的再生黄铜热挤压仿真模拟数字孪生模型， 在计算机上可以虚拟动态呈现 热挤压全过程， 可以计算获得加热温度场、 加热速度、 保温时间、 转移时间、 能耗、 工模具预 热温度、 挤压温度、 挤压比、 挤压速度、 挤压时间、 挤压力、 挤压温度场、 速度场、 挤压出口温 度以及挤压能耗的海量计算数据。 5.根据权利要求1所述的面向节能降耗的再生黄铜热挤压工艺优化方法， 其特征在于， 所述工模具包括 挤压垫、 挤压筒、 挤压模。 6.根据权利要求1所述的面向节能降耗的再生黄铜热挤压工艺优化方法， 其特征在于， 步骤(3)中所述的优化再生黄铜热挤压工艺的加热方式为天然气加热， 挤压方式为等温反 挤压。 7.根据权利要求1所述的面向节能降耗的再生黄铜热挤压工艺优化方法， 其特征在于， 步骤(4)中所述的再生黄铜热挤压仿真模拟数字孪生模型修正后， 计算值和实验值的误差 为5％～15％。 8.根据权利要求1所述的面向节能降耗的再生黄铜热挤压工艺优化方法， 其特征在于， 步骤(5)中所述采用机器学习模型采用神经网络构建， 采用的海量数据为仿真模拟数字孪 生模型计算的数字化数据和挤压生产采集的数据； 通过神经网络模型对工艺与组织、 性能、 能耗、 成本、 质量对应关系的训练， 建立构建工艺 ‑组织‑性能‑能耗‑成本‑质量之间的映射 关系的大 数据库， 通过多目标、 多参数的筛 选和优化， 获得最优匹配。 9.根据权利要求1所述的面向节能降耗的再生黄铜热挤压工艺优化方法， 其特征在于， 步骤(5)中所述组织采用扫描电镜/背散射技术、 透射电镜/高分辨的先进测试表征技术分权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114492099 A 2析， 性能包括常规的力学性能、 疲劳性能、 切削性能。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114492099 A 3