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基于BP神经网络辊弯成型力预测

收藏本文 2024-02-06 点赞:18394 浏览:81992 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:高强钢(HSS:high strength steel)具有优良的材料性能,符合了现阶段汽车轻量化的先进理念:安全、节能和经济等,所以HSS在汽车行业中的运用会越来越广泛。并且在汽车零部件的多种加工工艺中,辊弯成型生产效率高,并且在截面较复杂的零部件变形中具有其它工艺所没有的优势。而HSS的广泛运用和高速进展是需要相应的论述基础,由此开展高强钢辊弯成形规律和金属变形特点的探讨,具有重要的论述作用和实用价值。为优化辊弯成型的工艺参数,利用神经网络的非线性映射功能,提出了一种新策略来反映辊弯成型力与工艺参数之间的规律。将人工神经网络与辊弯成型仿真相结合,对辊弯成型力进行了探讨。根据已有的辊弯成型力计算论述和工艺特点,浅析了辊弯成型的基本特点,得出了影响成型力的主要工艺参数。并且针对不同的工艺参数,按照单因素实验法分别进行了滚花的设计、轧辊的设计以及建立了相应的有限元模型。基于高强钢复杂且为多道次弯曲成形等特点,建立了塑性等效板以提升有限元计算效率。根据材料的单向拉伸试验数据,经过力学推导,得到了高强钢的材料模型数据。通过有限元仿真模拟提取了各道次的成型力,并且与各工艺参数一一对应,进行了必要的数据处理,用来训练构建的BP网络,经过反复的调试网络参数,得到了较为理想的预测精度。本论文将人工神经网络与冷弯成型仿真相结合,着重探讨了工件厚度和成型角度对成型力的影响规律,预测结果表明神经网络能够较好的反映辊弯成型力与各工艺参数之间的非线性规律,神经网络有很强的映射能力,并且对辊弯成型力的预测达到很高的精度,下一步可以用它进行辊弯成型工艺的优化探讨。关键词:高强钢论文辊弯成型论文成型力浅析论文有限元仿真论文BP神经网络论文预测论文

    摘要4-5

    Abstract5-10

    1 绪论10-18

    1.1 课题探讨的作用10-13

    1.1.1 辊弯成型探讨的重要量10-12

    1.1.2 探讨目的和作用12-13

    1.2 国内外探讨近况及进展走势13-15

    1.2.1 国外辊弯成型的进展近况13-14

    1.2.2 国内辊弯成型的进展近况14

    1.2.3 下一代辊弯成型探讨与进展14-15

    1.3 有关有限元与神经网络相结合的探讨15

    1.4 有限元和神经网络的运用历程15-16

    1.5 课题的主要探讨内容16-18

    2 辊弯成型有限元模型的建立18-37

    2.1 有限元概论18-20

    2.1.1 有限元法的解题步骤18-19

    2.1.2 有限元浅析软件ABAQUS19-20

    2.2 辊弯成型浅析20-22

    2.2.1 辊弯成型变形的特点20-21

    2.2.2 变形历程的简化浅析21

    2.2.3 辊弯成型历程中成型力的浅析21-22

    2.3 模型的简化22

    2.4 试验案例的确立22

    2.5 模拟策略的选择22-24

    2.6 建模历程24-31

    2.6.1 材料的本构模型24-26

    2.6.2 轧辊的设计26-27

    2.6.3 单元类型的选择27-28

    2.6.4 浅析步的设置28

    2.6.5 接触浅析28-30

    2.6.6 边界条件的处理30

    2.6.7 载荷和初始条件的处理30-31

    2.6.8 提交作业及运转31

    2.7 模拟结果与浅析31-36

    2.7.1 板材厚度的影响32-33

    2.7.2 弯曲角度的影响33-36

    2.8 小结36-37

    3 BP神经网络模型及其算法37-45

    3.1 BP神经网络介绍37-42

    3.1.1 BP网络结构37-39

    3.1.2 BP学习算法39-42

    3.2 BP网络的缺陷42-43

    3.3 BP算法的改善43-44

    3.4 小结44-45

    4 预测模型的设计与MATLAB实现45-56

    4.1 神经网络预测的一般步骤45

    4.2 网络结构的设计原则45-47

    4.2.1 隐层的层数45

    4.2.2 各层神经元数的数目45-46

    4.2.3 传递函数46

    4.2.4 初始权值46

    4.2.5 学习速率46-47

    4.2.6 训练目标47

    4.3 模型的确定47-48

    4.4 数据的预处理48-49

    4.4.1 数据来源48

    4.4.2 样本数据的处理48-49

    4.5 网络训练49-53

    4.5.1 训练目标的确定51

    4.5.2 隐层神经元数的确定51-52

    4.5.3 动量因子的确定52

    4.5.4 学习速率的确定52-53

    4.6 神经网络的预测结果53-55

    4.7 小结55-56

    5 结论与展望56-58

    5.1 结论56

    5.2 后续探讨的展望56-58

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