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申请/专利权人：北京工业大学

摘要：本发明提供了一种将环境因素纳入铝合金材料设计的实现方法及装置，涉及生态环境材料设计及生产领域。在策划及方案制定阶段，获得各方案生命周期参数并写入存储器。构建性能‑需求矩阵并写入存储器。调用存储器中的性能参数及性能需求矩阵确定的综合性能指标并记入存储器。调用存储器中生命周期参数，运用处理器及存储器计算得到资源强度值及碳排放值。利用处理器计算各方案生态设计结果并记入存储器。调用存储器中各方案结果并进行识别比对，未满足要求的方案需重新设计直至满足要求。该发明针对缺乏综合权衡材料性能、资源能源消耗及环境影响三者之间量化关系的方法及装置的问题，为铝合金材料生态设计提供了有效的解决方案。

主权项：1.一种将环境因素纳入铝合金材料设计的实现方法，其特征在于，包括：确定设计目的，选择参考对象并确定特征，并对所述参考对象的性能、资源能源消耗及环境影响进行定量化评价，并根据评价结果提出生态设计改进意见；确定材料设计目标的各项性能参数范围，根据现有材料成分、工艺和性能之间的联系，拟定多组目标材料的成分和工艺参数方案，对照所述参考对象分析当前设计方案在达到设计目标的同时引发的问题，并对拟定的方案进行多要素综合评价，不满足要求的方案被淘汰或者根据存在的问题重新设计，并将满足要求的方案确定为原型方案；对所述原型方案进行实验室制备和测试，根据实验数据更新所述原型方案的全生命周期模型参数并再次评价指标，通过小规模生产获得实际生产数据，再次评价指标寻求改进空间，确定所述原型方案是否达标，若未达标则返回步骤“确定材料设计目标的各项性能参数范围”；根据达标的原型方案进行实施阶段；拟定多组目标材料的成分和工艺参数方案，对照所述参考对象分析当前设计方案在达到设计目标的同时引发的问题，并对拟定的方案进行多要素综合评价，不满足要求的方案被淘汰或者根据存在的问题重新设计，并将满足要求的方案确定为原型方案，包括：确定多种材料设计方案，建立各材料设计方案的生命周期模型及参数，参数包括成分，制造装备，能源消耗，物料投入，力学性能、耐腐蚀性能，并将生命周期模型及参数记入存储器；依据材料应用领域或应用场景，确定材料各性能对需求的权重以及各需求自身权重并记入存储器，并构建性能-需求矩阵；所述权重包括船舶铝合金的硬度、强度、耐腐蚀性对抗变形需求的权重以及抗变形需求的自身权重；调用存储器中的性能参数及性能-需求矩阵，利用处理器计算各项性能权重系数及综合性能指标值记入存储器；调用存储器中各方案的成分、制造装备、能源消耗及物料投入参数，利用处理器计算资源消耗数据并将其记入存储器；调用存储器中各方案的成分、制造装备、能源消耗及物料投入参数，利用处理器计算碳排放数据将其记入存储器；调用综合性能指标值、资源消耗数据及碳排放数据，利用处理器计算各方案生态设计结果并记入存储器；调用存储器中各方案结果并与参照对象进行识别比对，未满足要求方案返回步骤“确定多种材料设计方案”，重新设计直至满足要求；所述确定多种材料设计方案，包括：确定各材料设计方案中各类合金元素种类及投入量，确定具体加工工艺及装备，结合生产系统，调用物质投入量与能源投入量，确定生产方案，经实验室制备及测试确定各项性能参数；建立可写入及读取的大容量存储器，将获得的各项参数指标记入大容量存储器，包括成分，装备，能源消耗，物料投入，材料各项性能；调用综合性能指标值、资源消耗数据及碳排放数据，利用处理器计算各方案生态设计结果并记入存储器，包括：构建将各参数因素考虑在内的碳排放核算特征化模型，包括能源种类、能源消耗量、能源排放系数、电力结构、不同发电方式的排放系数、各中间产品产量及最终产品产量；将逻辑代码写入存储器；将涉及的各类共通因子搜集整理后写入存储器或自主确定填写排放因子写入存储器；调用存储器中的参数指标，调用写入的计算逻辑代码及各类因子，通过处理器计算各方案的碳排放结果并记入存储器；逻辑代码的公式如下： 其中，fp,i：p产品单元过程i能源的消耗量；Ei,j：i类能源j类温室气体排放因子；ep：p产品单元过程电力的消耗量；Ee,j：电力生产j类温室气体排放因子；Pp：p产品单元过程工艺排放量；mp：完整生产流程p产品消耗量；CIj：j类温室气体特征化因子；j：温室气体；i：能源；p：产品；n：单元过程数量。

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百度查询： 北京工业大学 一种将环境因素纳入铝合金材料设计的实现方法及装置