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专利号: 2025113003932
申请人: 苏州工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2026-02-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种中空微米氧化硅球-氮化铝晶须复合材料的界面优化方法,应用于材料复合系统,所述系统包括部署在热压模具中的多个分散度传感器和连接所述分散度传感器的界面调控系统,相邻两个分散度传感器相距设定间距,其特征在于,所述方法包括:通过所述分散度传感器采集复合区域内球晶分散数据与界面应力数据,生成材料状态数据集;

通过所述界面调控系统接收多个分散度传感器的实时材料状态数据,构建区域分散度矩阵;

根据所述材料状态数据集和每个分散度传感器的实时数据,确定材料界面结合特征,其中,确定材料界面结合特征包括:对分散度矩阵进行处理,结合材料状态数据集进行界面特征提取,并根据热场分布梯度和晶须取向信息进行界面结合预测,通过耦合调控模型输出材料界面结合的拓扑分布特征,根据所述拓扑分布特征更新所述材料状态数据集;

根据所述结合特征,对区域材料复合参数进行动态调控;

其特征在于,所述确定材料界面结合特征,包括:

对所述分散度矩阵进行处理,提取球晶分散拓扑、界面应力特征和结合强度趋势;

根据所述球晶分散拓扑和界面应力特征对分散度矩阵进行热场分布建模,将复合区域划分为多个子单元并标记单元标识,根据子单元的球晶分散度与材料状态数据集进行关联匹配,在材料状态数据集中标记单元标识;

根据分散度传感器位置计算热场分布梯度,根据所述热场分布梯度和所述结合强度趋势对界面结合分布进行预测,计算每个子单元的结合预测信息;

构建耦合调控模型,将所述结合预测信息作为所述耦合调控模型的输入参数,通过所述耦合调控模型对所述结合预测信息进行空间关联建模,输出材料界面结合的拓扑分布特征;

根据所述拓扑分布特征更新材料状态数据集,获取材料界面结合特征。

2.根据权利要求1所述一种中空微米氧化硅球-氮化铝晶须复合材料的界面优化方法,其特征在于,所述对所述分散度矩阵进行处理,包括:将分散度矩阵归一化处理,通过滑动窗口截取矩阵中的应力集中区域,对所述集中区域进行噪声抑制,并通过张量分解算法计算结合强度趋势;

计算分散度矩阵的空间相关性特征,根据所述空间相关性特征计算单元间的应力干扰系数、晶须稳定性指数和界面缺陷度,构建特征融合网络,通过所述特征融合网络计算界面应力特征;

提取每个分散度传感器采集的时域特征和频域特征,根据时域特征与频域特征的相位差计算传感器的结合特征向量,根据所述结合特征向量对不同位置的分散度传感器进行特征匹配,计算结合强度趋势。

3.根据权利要求2所述一种中空微米氧化硅球-氮化铝晶须复合材料的界面优化方法,其特征在于,所述对分散度矩阵进行热场分布建模,包括:根据所述球晶分散拓扑,在每帧数据中提取出球晶分散采样点,根据所述采样点与界面应力特征进行关联映射,生成热场分布图谱,将多个传感器采集的热场分布图谱进行空间配准,计算区域的热场分布强度;

设定缺陷阈值,根据多帧分散度矩阵的球晶分散度值进行缺陷源定位,计算缺陷强度差值,若缺陷强度差值大于或等于缺陷阈值,表示在该单元存在界面缺陷的情况,对当前单元进行热压参数约束补偿,根据当前单元对应的热传导模型,对当前单元的热场分布强度进行迭代校正,根据校正结果计算缺陷区域的热场补偿值;

根据所述热场分布强度对分散度矩阵进行热场分布建模,并通过界面应力特征对区域的热场模型进行应力标注。

4.根据权利要求3所述一种中空微米氧化硅球-氮化铝晶须复合材料的界面优化方法,其特征在于,所述根据分散度传感器位置计算热场分布梯度,包括:根据多组材料复合数据,提取热场强度变化点,并根据传感器的部署位置将变化点映射至统一的热力学坐标系下,通过热流矢量插值算法对变化点进行拟合,生成区域的热场分布模型;

沿所述热场分布模型的传热路径进行等间隔采样,根据采样结果计算路径的热衰减率、应力波动指数和热场变化斜率,根据所述热衰减率、应力波动指数和热场变化斜率计算热场变化参数;

根据分散度传感器的部署参数和采集精度,将界面结合强度在每帧数据的分布特征投影至热场分布模型,根据传感器数量沿热场分布模型的传热方向进行分区,分析分区内界面结合强度的变化规律,根据所述变化规律计算结合分布特性。

5.根据权利要求4所述一种中空微米氧化硅球-氮化铝晶须复合材料的界面优化方法,其特征在于,所述根据分散度传感器位置计算热场分布梯度,还包括:基于首个分散度传感器至末个分散度传感器的热力学坐标范围,在传感器部署方向上选取热场坐标点,累计计算空间分辨率范围内的热场强度特性权重值与结合分布特性权重值的乘积,叠加传感器采集频率对热场强度变化速率的影响值。

6.根据权利要求4所述一种中空微米氧化硅球-氮化铝晶须复合材料的界面优化方法,其特征在于,所述计算每个子单元的结合预测信息,包括:以所述热场分布模型的传热主径作为基准线,将界面结合强度在每帧数据中的峰值位置作为参考点,计算结合偏移量,按热力学坐标绘制结合分布曲线;

根据所述热场分布梯度,对结合强度趋势中的增长率和方向进行修正;

从最近的结合分布点出发,根据增长率和方向的修正结果继续绘制分布曲线,生成下一时段结合分布点,直到分布点覆盖整个目标区域,生成结合预测信息。

7.根据权利要求1所述一种中空微米氧化硅球-氮化铝晶须复合材料的界面优化方法,其特征在于,所述构建耦合调控模型,包括:输入层,用于将结合预测信息组织为空间分布数据,并进行归一化处理;

特征融合层,用于通过处理空间分布数据,提取界面结合的区域关联特征,构建材料单元之间的依赖关系;

参数调控层,用于整合界面结合在空间单元上的关联关系,生成材料复合参数调控策略。

8.根据权利要求1所述一种中空微米氧化硅球-氮化铝晶须复合材料的界面优化方法,其特征在于,所述获取材料界面结合特征,包括:根据耦合调控模型输出的材料界面结合的拓扑分布特征,将子单元的标识与拓扑分布特征对应;

对材料状态数据集中的单元数据按照拓扑特征进行重组,生成按界面结合强度排序的单元分布图;

根据重组的单元分布图,输出优化后的界面结合分布特征。

9.根据权利要求1所述一种中空微米氧化硅球-氮化铝晶须复合材料的界面优化方法,其特征在于,所述对区域材料复合参数进行动态调控,包括:当界面结合在目标区域达到预设强度阈值时,触发邻近区域的热压功率提升指令;

根据晶须取向策略动态组合热压参数,生成保温时长向量;

基于所述保温时长向量调整目标区域热压节点的模具参数。