基于BP神经网络与GA的纳米复合陶瓷模具材料优化设计及应用

来源 :山东轻工业学院 齐鲁工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lijinjie1981
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
“trial-error”式材料制备方法是目前陶瓷模具材料设计与开发中常用的方法,需要研究者们做大量重复性的试验。因此,采用先进的智能技术进行陶瓷模具材料设计是极为必要的。本文提出应用计算智能技术进行陶瓷模具材料的优化设计及应用。   本文采用BP算法建立ZrO2/TiB2/Al2O3纳米复合陶瓷模具材料组分含量与力学性能之间的映射关系,实现了陶瓷模具材料组分和性能的正反向仿真预测,优化得到综合性能较好的陶瓷模具材料组分配比。   采用逐步回归的方法建立材料组分与单一力学性能之间的数学关系模型,在此基础上,进一步利用遗传算法进行单一力学性能的寻优,分别得到相对应的组分配比。优化后得到的纳米复合陶瓷模具材料的抗弯强度最佳值为649MPa,对应的添加相TiB2和Al2O3的体积百分含量分别为8.0vol%和7.1vol%;硬度的最佳值为10.36GPa,对应的添加相TiB2和Al2O3的体积百分含量分别为8.1vol%和6.8vol%:断裂韧性的最佳值为9.69MPa·m1/2,对应的添加相TiB2和Al2O3的体积百分含量分别为0和7.0vol%。进一步地利用多目标遗传算法建立了综合力学性能的优化模型,得到综合力学性能最佳时,添加相TiB2和Al2O3的体积百分含量分别为8.4%和7.3%。   采用两种BP神经网络和遗传算法的结合方法:一是采用遗传算法优化初始连接权值和阈值(BP-GA1):二是采用遗传算法同时优化BP神经网络的初始连接权值、阈值,及其拓扑结构(BP-GA2)。将这两种方法应用到ZrO2/TiB2/Al2O3纳米复合陶瓷模具材料的设计中,实现了材料组分和性能的双向仿真预测,优化得到综合力学性能较好的陶瓷模具材料组分配比。利用此配比制备陶瓷模具材料,并进行力学性能测试。结果表明,BP-GA2算法的仿真预测结果与试验值最为吻合,相对误差在2%以内。   此外,利用上述优化算法建立了纳米复合陶瓷模具材料热压工艺参数与力学性能之间的映射关系,并根据优化结果制备材料,测试其性能。结果表明,此优化方法也可用于纳米复合陶瓷模具材料热压工艺参数的优化设计。
其他文献
地下矿井下突水是常见的矿山灾害之一,该问题受到国内外很多学者的关注和青睐。为了研究突水过程中水在不同巷道结构中的流动规律,本文使用了格子Boltzmann方法,对不同巷道结
齿轮工作时接触齿面会发生变形,成为齿轮振动的来源之一。齿轮常工作在弹性流体动力润滑(简称弹流)状态下,油膜除了发生变形外,由于润滑的粘性挤压效应,在油膜内部发生能量耗
弹塑性断裂力学J积分的出现为含缺陷结构的安全评定提供了科学依据,但计算J积分需要有限元分析,费时费力,且并不是每个工程技术人员都会用。20世纪80年代,美国电力研究院(EPRI)提
本论文在分析总结综放开采覆岩破坏特点及主要影响因素的基础上,运用多元回归理论研究得出综放开采的导水裂缝带高度预计公式,并将其应用于研究区(铁北煤矿)的覆岩破坏高度预计。
为了克隆和研究逆境诱导型水稻启动子的功能,根据前期工作所获得的高温条件下水稻幼穗的表达谱数据,结合对GEO数据库中有关水稻逆境芯片数据的检索与分析,选取了3个对高盐和
在当前时代背景影响下,人力资源管理成为影响企业平稳发展的重要影响因素.因此,供电企业在实际发展过程中应紧跟时代发展潮流,提升企业人力资源管理质量.基于此,本文将对电力
本文的目的是寻求建立危害监控系统以保证作业人员安全,使作业安全进行。对危害分析采用模糊数学的方法,然后建立危害分析数据库,在此基础上采用地理信息系统技术建立危害可视化
在体育课中激发小学生学习兴趣,是奠定学生终身爱好体育的前提,也是学校体育课中一个重要的课题。体育课是小学教育课程的重要组成部分,对促进小学生的身心全面发展起着重要的作
为了适应交通运输发展的需要,我国高速公路建设里程正在不断增加,在建设高速公路的过程中应注意控制好路基及路面施工质量,以保证行车安全及提高道路的通行能力.软土地基是建
TMT的介绍:是目前在建的最大口径的光学天文望远镜,是由美国和加拿大天文学家主导的国际合作项目,其中宽视场光学光谱仪(WFOS)是中方主导和全面参与的TMT的子项目。而光栅和光