[发明专利]一种平板裂缝天线真空钎焊过程中降温曲线的优化方法

摘要

本发明涉及一种平板裂缝天线真空钎焊过程中降温曲线的优化方法，其包括如下步骤(1)根据降温总时间TIME，选用合适的Bezier曲线分段数m和次数n，确定所需控制点个数m·(n+1)；(2)根据降温曲线，计算出不同时刻的温度和降温速率，确定不同时刻下母材和钎料的热膨胀系数；(3)利用热弹塑性有限单元法，计算天线在该降温曲线下辐射面阵面均方根值RMS；(4)给出优化约束条件；(5)在保证Bezier曲线的位置和斜率连续的前提下，对上述步骤获得的约束条件进行化简；(6)选用多岛遗传算法计算优化模型，待满足优化停止条件之后，提取最优目标函数值及对应的最优设计变量；(7)根据最优设计变量，求得降温曲线形式。

主权项

一种平板裂缝天线真空钎焊过程中降温曲线的优化方法，其具体步骤如下:(1)根据降温总时间TIME，选用合适的Bezier曲线分段数m和次数n，确定所需控制点个数m·(n+1)，令控制点沿时间轴均匀分布，以控制点纵坐标的温度为设计变量，温度设计变量b表示为find b＝[b0,b1,…bm·(n+1)‑1]T其中bi(i＝0～m·(n+1)‑1)为控制点纵坐标；此时，降温曲线可以表示为T(time)=T1(t)=Σi=0nbi·n!i!(n-i)!ti(1-t)n-i,time∈[0,TIMEm]T2(t)=Σi=n+12(n+1)-1bi·n!i!(n-i)!ti(1-t)n-i,time∈[TIMEm,2·TIMEm]...Tm(t)=Σi=(m-1)n+1m(n+1)-1bi·n!i!(n-i)!ti(1-t)n-i,time∈[(m-1)·TIMEm,TIME]---(1-1)]]>(2)根据降温曲线，计算出不同时刻的温度和降温速率，确定不同时刻下母材和钎料的热膨胀系数；(3)利用热弹塑性有限单元法，计算天线在该降温曲线下辐射面阵面均方根值RMS，以均方根误差RMS最小值作为优化目标，即其中：NUM为辐射面节点总数，为节点i在焊接过程中发生的z向位移；(4)给出优化约束条件(41)设定求解参数上下限[bmin,bmax]，其中bmax为天线焊接温度，bmin为室温；(42)结合天线焊接温度和室温数值给出温度上下限[Tmin,Tmax]，其中Tmax为天线焊接温度，Tmin为室温；(43)结合真空炉容许降温速率确定降温速率范围[‑T′max,‑T′min]，其中T′max为真空炉容许最大降温速率，T′min为0，保证降温曲线上温度值随时间的推移恒下降；最终，确定约束条件为s.t.b∈[bmin,bmax]Tj∈[Tmin,Tmax]Tj′∈[-Tmax′,-Tmin′],j=1~m]]>(5)在保证Bezier曲线的位置和斜率连续的前提下，对上述步骤获得的约束条件进行化简，仅保留未知、独立的设计变量和约束条件，得到优化模型为find b＝[b0,b1,…bm(n+1)‑1‑((m‑1)n+3)]TminRMS=1NUMΣi=1NUM(δzi)2]]>s.t.b∈[bmin,bmax]Tj′∈[-Tmax′,-Tmin′]]]>其中，bi(i＝0～m(n+1)‑1‑((m‑1)n+3))为控制点纵坐标，即设计变量；(6)选用多岛遗传算法计算步骤(5)得到的优化模型，待满足优化停止条件之后，提取最优目标函数值及对应的最优设计变量；(7)最后根据(6)中所得的最优设计变量，代入公式(1‑1)中求得优化之后的降温曲线形式。