Application of rule-based system to support FEM simulations in hot rolling process

• Autorzy: Rec T. , Macioł A. , Macioł P.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie regułowego systemu wnioskowania do wspomagania analizy walcowania na gorąco metodą elementów skończonych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Finite element method could be effectively used in computer-aided engineering. Unfortunately, it still rarely used in industry. One of the causes is high costs of such software, as well as lack of highly qualified specialist. IN this paper, the possibility of developing of rule based system for aiding of FEM simulations designing. Prototype of inference engine working with knowledge base storing engineering knowledge is used. Tests are provided with simple rod rolling process. Process of optimisation of technological parameters with both FEM computations and rule-based inference is shown in this article. Temperatures and shape of rod are chosen to be optimised. Abaqus 6.7 software is used fir FEM, while newly developed modelling language is used in inference. It is based on terms similar to predicates in First Order Logic and variables. It is shown, that quite simple set of rules allows finding proper solution in relatively low number of simulations. Some additional constraints and requirements are also described.

PL

Metoda elementów skończonych mogłyby być skutecznym narzędzie komputerowym wspomaganiu projektowania technologii. Niestety wciąż jest ona rzadko używanych w przemyśle. Jedną z przyczyn są wysokie koszty takiego oprogramowania, a także brak specjalistów o odpowiednich kwalifikacjach. W niniejszym artykule przedstawiono możliwości zastosowania systemu regułowego do wsparcia projektowania symulacji MES. Wykorzystanie prototyp silnika wnioskowania współpracujący z bazą wiedzy o charakterze technologicznym. Testy oparte zostały o modelowanie procesu walcowania prętów. W artykule przedstawiono proces optymalizacji parametrów technologicznych w oparciu o model MES oraz omówiono sposób doboru parametrów symulacji w oparciu o wyniki wnioskowania. Optymalizowanymi parametrami są temperatura i kształt pręta. Jako oprogramowania MES użyto systemu Abaqus 6.7, natomiast do wnioskowania zastosowano prototyp systemu regułowego opracowanego z udziałem Autorów. Jest on oparty na termach, zbliżonych do predykatów w rozumieniu First Order Logic oraz zmiennych. Wykazano, że dość prosty zestaw zasad umożliwia znalezienie właściwego rozwiązania w przy wykonaniu niewielkiej liczbę symulacji. Opisano również dodatkowe ograniczenia i założenia.

Słowa kluczowe

EN

rule-based system; finite element system; computer-aided manufacturing

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 11, No. 2
• Strony: 284--289
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Rec T.

autor

Macioł A.

autor

Macioł P.

• AGH - University of science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Department of Applied Computer Science and Modelling,

Bibliografia

• Danchenko, V., Dyja, H., Lesik, L., Mashkin, L., Milenin, A., 2002, Technologia i modelowanie procesów walcowania w wykrojach, Wydawnictwo Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa.
• Cakir, M.C., Irfan, O., Cavda, R.K., 2005, An expert system approach for die and mold making operations, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 21, 175-183.
• Choi, J.C., Kim, C, 2000, An Integrated Design and CAPP System for Cold or Hot Forging Products, International Journal of Advanced Manufacturing Technologies, 16, 720-727.
• Choi, J.C., Kim, B.M., Kim, S.W., 1995, Computer-aided design of blockers for rib-web forgings, Journal of Materials Processing Technology, 54, 314-321.
• Choi, J.C., Kim, B.M., Kim, S.W., Kim, C.H., 1996, Computer-aided forging-die design for two-dimensional cross-sectional components, Journal of Materials Processing Technology, 62, 124-132.
• Caporalli, A., Gileno, L.A., Button, S.T., 1998, Expert system for hot forging design, Journal of Materials Processing Technology, 80-81, 131-135.
• Fujikawa, S., 2000, Application of CAE for hot-forging of automotive components, Journal of Materials Processing Technology, 98, 176-181.
• Glynn, G., Lyons, G., Monaghan, J., 1995, Forging sequence design using an expert system, Journal of Material Processing Technology, 55, 95-102.
• Huang, S.H., Xing, H., Wang, G., 2001, Intelligent Classification of the Drop Hammer Forming Process Method, International Journal of Advanced Manufacturing Technologies, 18, 89-97.
• IBM. (n. d.). CATIA V5 Documentation on-line. Retrieved July 1, 2009, from http://www.ibm.com/support/ documentation/
• Im, C.S., Suh, S.R., Lee, M.C., Kim, J.H., Joun, M.S., 1999, Computer aided process design in cold-former forging using a forging simulator and a commercial CAD software, Journal of Materials Processing Technology. 95, 155-163.
• Katayama, T., Akamatsu, M., Tanaka, Y., 2004, Construction of PC-based expert system for cold forging process design, Journal of Materials Processing Technology, 155 156, 1583-1589.
• Kim, C, Kim, B.M., Choi, J.C., 2001, Development of an integrated computer-aided process planning system for press working products, Journal of Material Processing Technology, 111, 188-192.
• Kulon, J., Mynors, D.J., Broomhead, P., 2006, A knowledge-based engineering design tool for metal forging, Journal of Materials Processing Technology, 177, 331-335.
• Ligęza, A., 2006, Logical Foundations for Rule-Based Systems, Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag.
• Macioł, A., 2008, An application of rule-based tool in attributive logic for business, Expert Systems with Applications, 34, 1825-1836.
• Ravi, R., Prasad, Y.V.R.K., Sarma, V.V.S., 2003, Development of Expert Systems for the Design of a Hot-Forging Process Based on Material Workability, Journal of Materials Engineering and Performance, 12, 646-652.
• Reina, J.M.A., Perez, M.A.S., Gaya, C.G., 2004, Parametric classification based on technico-economic approaches to optimize the design and manufacturing of hot forged parts, Journal of Materials Processing Technology, 150, 223-233.