规则推理在汽车冲压件成形工艺性分析中的应用简述.docx

第40卷第2期上海交通大学学报VOl.40No.22023年2月JoURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYFeb.2023文章编号:10062467(202302019005基于规则推理的汽车冲压件成形工艺性分析陈(上海交通大学纲，陈军,阮雪榆模具CAD国家工程研究中心,上海202330摘要:提出了一种新的汽车冲压件产品模型日勺体现措施,即冲压件特性语义树.该措施从产品模型所包括的海量、离散、底层、冗余的几何、拓扑信息中提取出工艺设计者所关怀的带有特定工程语义的高层几何、拓扑信息,因此,它既可以体现形状特性的高层几何、拓扑信息,又可以体现产品模型所包括的丰富工程信息.同步,提出一种新的基于规则的推理方略,即规则一语义推理方略,在冲压件特性语义树和工艺设计规则之间进行搜索、匹配.并基于冲压件特性语义树和规则一语义推理方略,提出一种新的冲压工艺性分析措施,防止了针对自由曲面模型日勺自动特性识别和针对产品模型的底层数据的推理.关键词:汽车冲压件;成形性分析;基于规则的推理;特性语义树中图分类号:THI22文献标识码:AARUIe-BaSedFeasibilityAnaIySisMethOdfrAutOmOtiVeStampingPartsCHENGnng,CHENJun,RUANX札eytt(NationalDie&MoldCADEng-ResearchCentenShanghaiJiaotongUniv.,Shanghai202330,ChinaAbstractzAninnovativerepresentationschemeforautomotivestampingpart,sproductmodel,i.e.FeatureSemanticTree,waspresented.High-levelgeometricalandtopologicalinformationwithspecificengineeringsemantics,whichiscontainedinFeatureSemanticTree,wasabstractedfromlowerlevelgeometricalandtopologicalinformationcontainedbytheproductmodel,whichismagnitude,discreteandredundant.Therefore,high-levelgeometricalandIopologicalinformationaswellasabundantengineeringinformationoftheproductmodelcanbesimultaneouslyrepresentedinFeatureSemanticTree.Anewreasoningstrate一gyforrule_basedreasoningsystem,i.e.Rule-SemanticReasoningwaspresented,whichcanefficientlymatchtheformfeaturesinFeatureSemanticTreewithcorrespondingstampingprocessdesignrules.BasedonFeatureSemanticTreeandRule-SemanticReasoning,astampingfeasibilityanalysismethodwasinno-vativelypresented.ltcanavoidautomaticfeaturerecognitionforfreeformsurfacemodelandreasoningonIowerlevelgeometricalandtopologicaldata.KeyWOrds:automotivestampingparts;feasibilityanalysis;rule-basedreasoning;featuresemantictree基于知识的汽车冲压件产品成形工艺性定性分析措施近年来逐渐得到学术界和企业界的重视十21,它将工艺专家的丰富经验转化为软件系统中储存的知识,使之能部分替代工艺专家对冲压件收稿日期:20230131基金项目:上海市“十五”重点科技攻关项目（015111004作者简介:陈纲（1974,男,四川南充人,博士生,重要研究方向为汽车冲压件与模具设计、有限元数值模拟和智能推理等陈军（联络人,男,专家,博士生导师，（Tel.:02卜62813424;E-maik.首选渠道:租车企业杭州租车企业在婚车租赁这首先实力比较雄厚,从最一般的中高级级车到最顶级日勺豪华车均有,可以提供的选择较多。不过由于自有车辆需要有养护、停车、专业司机等方面的支出,因此它的价格相对于消费而言,没有太大日勺商议余地。常见渠道:婚庆企业婚庆企业一般会向新人提供“套餐服务”,包括了主持筹划、摄像、DVD、鲜花和整个车队并且价格看上去会很诱人。大部分的婚庆企业日勺婚辆都是从外面租赁而来,只不过它们得到日勺是“批发价”。有个别婚庆企业不求服务质量,甚至向某些私人车主来借车来业务,在服务质量和车型上都得不到保障。新兴渠道:网络租车杭州租车网伴随网络技术和电子商务的不停发达,在婚嫁类专业网站和某些电子商务网站上租借婚车,也成了婚车租赁的重要渠道之一。这些网站都提供了一种信息平台,使婚车的价格愈加透明和公开。新人朋友在这些网站上可以进行综合比较,来确定一种合理的价格。颜色选择白色婚车白色彰显纯洁、洁净高贵,与新娘白色日勺婚纱寓意着同样的浪漫色彩,白色婚车市场前景不错,目前诸多大都市整个车队都是白色B勺,这也是由于路面上大多数车身还是以深颜色居多,洁净的）白色显眼醒目,别有一番味道。黑色婚车黑色是人们选择率最高颜色,是一种经典色,庄严、大气、沉稳,并且和新娘婚纱的颜色相配,显得非常有档次。黑色的婚车更能凸显其气派,同步带有神圣庄严日勺气氛,是诸多人选择黑色作为婚车颜色的重要原因。红色婚车红色的描述是气质、活力、时尚、动感的组合,红色婚车会把婚礼上喜庆夺目的气氛非常契合日勺体现出来。红色婚车比较适合追赶时尚时尚B勺80后,让婚礼的每一处细节可以自由地展示新人的独特个性。婚车租赁价格婚庆租车的价格会因地区的!不一样而略有差异,不过从大众的消费角度来看,45.5%的人接受的婚车价格在2023元如下;26%的人接受的婚车价格在20235000元;9%的人接受婚车价格在50018000元;大众的婚车消费重要集中在2023元如下,尽管人们都喜欢气派的轿车,不过近年来人们消费趋向于理性化第2期陈纲,等:基于规则推理的汽车冲压件成形工艺性分析CAD模型的成形工艺性进行迅速定性分析,并提供修改提议.在基于规则推理日勺成形性定性分析措施中,目前直接针对底层的形状特性几何、拓扑信息进行推理还难以实现,重要原由于:针对自由曲面模型的自动特性识别难以实现3"形状特性的几何、拓扑信息多采用Brep体现,针对该类型数据构造的自动推理难以实现7,8.因此,本文提出一种新的推理措施:提取形状特性的几何属性后将其赋予高层的特性语义;采用特性语义树来体现冲压件几何模型,位于根部结点的1是语义表达的主特性及其属性,位于叶节点的是辅助特性及属性;采用一种特殊的规则一语义推理方略,在冲压件特性语义树和工艺设计规则之间进行搜索、匹配,找出与工艺设计规则有关的形状特性及其属性,进行迅速成形性定性分cl一矩形轮廓,Sl一直壁,S2斜面侧壁,Bl一平面底部,RibI-Rib5一压筋,Bul、Bu2一凸起图1卡车顶盖外板的形状特性FigJTheformfeaturesofatruckroofouterpanel2冲压件特性语义树的建立2.1 特性语义树的构造冲压件特性语义树日勺逻辑构造分为4层,从根部到枝叶依次为成形工艺层、零件层、特性层和特性属性层,如图3所示.各层日勺功能为:成形工艺层描述零件所属的!重要成形工艺特性类别,是建立冲压件特性语义树的基础;零件层描述零件的基本信息、管理信息和材料信息;特性层描述零件的形状特性,包括主特性和辅助特性;特性属性层运用语义描述形状特性的宏观几何属性、各形状特性之间的邻接关系以及主辅特性之间的依存关系等几何信息.2.2 特性语义树日勺体现采用面向对象措施来体现冲压件特性语义树.成形工艺层与零件层分别对应成形工艺类和零件类.在构建冲压件特性语义树日勺模型时,成形工艺类析.系统的工艺设计规则库包括通用规则子库和特殊规则子库,对每个待分析日勺冲压件,通用规则子库中日勺每条规则都被遍历,当待分析日勺冲压件满足规则索引匹配时,才激活特殊规则子库中的有关规则.1形状特性的体现通过自动识别与交互定义提取形状特性的几何属性之后,采用构造化的语义来体现冲压件的形状特性.特性语义的构造类似于槽,槽名是预先定义好的原则化特性名称,每个槽包括若干个子槽名和对应的子槽值,子槽名是形状特性的几何属性名称,子槽值是属性值.以某型卡车顶盖外板为例,其形状特性和特性语义体现分别如图1、2所示.卡车顶盖外板卜一叫材料属性特性名称SIr侧壁深度272mmLo凸模圆90mm角半径距y晓平300mml面的距离主特性卜辅助特性主特性f11堕,化匕鱼签竖L倒匪：;竺1长度1.21mI凸模圆8mm1角半径1距y晓平600mm1面日勺距离图2汽车冲压件形状特性的体现措施Fig.2Theformfeaturerepresentationofautomotivestampingparts辅助特性，,一1,2,成形工艺层零件层特性层特性属性层图3汽车冲压件特性语义树日勺逻辑构造Fig.3Thelogicalarchitectureofthefeaturesemantictreeofautomotivestampingparts再派生出形状特性类.基本信息类、材料信息类和管理信息类作为辅助类,它们的对象被零件类对象引用.特性属性类单独生成,它包括槽构造B勺特性语义体现.以卡车顶盖外板为例,采用面向对象措施构建B勺冲压件特性语义树模型如图4所示,该零件属于上海交通大学学报第49卷形状特性类实例化得到相对应的形状特性对象.各所示.形状特性对象引用特性属性类对象,而主特性类对象引用辅助特性类对象。基本信息类材料信息类管理信息类浅拉深类1顶盖类卜一净卡车顶盖外板主特性类卜-叫辅助特性类黝88暖征划峙征影峙征制k笫裂飞下特性属性类形状特性语义体现特性名称:值几何参数I：值几何参数2：值几何参数”:值拓扑参数1：值拓扑参数2:值i拓扑参数H:值派生关系,十引用关系,串实例化图4汽车冲压件特性语义树模型的面向对象体现Fig.4Theobject-otentedrepresentationofthefeaturesemantictreemodelofautomotivestampingparts3基于规则推理0成形工艺性分析3.1 成形工艺知识的获取汽车冲压件的工艺设计知识包括通用性知识和针对不一样零件的特殊知识.从文献9中可以总结出设计时应遵照的通用工艺设计规则,例如:零件底部或法兰上的孔,其边缘与零件直壁之间的距离不能不不小于如图5所示的距离,假如距离过小,孔边缘轻易进入工件底部日勺圆角部分,冲孑L时凸模将受到水平推力.通过问询经验丰富的工艺设计师、有限元数值模拟和实冲成果分析可以得到针对不一样零件的特殊工艺设计规则.如图6(a所示,针对该卡车顶盖外板有2条特殊工艺设计规则：(lAsB两处凸起