学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于人工神经网络的铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳寿命预测研究

作　者: 徐成
导　师: 王希靖
学　校: 兰州理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 搅拌摩擦焊铝合金疲劳寿命训练样本预测 BP网络 RBF网络
分类号: TG407
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 210次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

搅拌摩擦焊(FSW)是近几年发展起来的新型固相连接技术,凭借其特有的优点,自二十一世纪问世以来,已经受到焊接界的高度重视。尤其对于常规焊接方法难以完成的铝合金材料来讲,采用搅拌摩擦焊接技术,将不会产生气孔、裂纹等缺陷。目前,铝合金的搅拌摩擦焊接已经日趋成熟,并逐步向航空工业领域推广应用。搅拌摩擦焊焊接接头的疲劳行为是评估搅拌摩擦焊结构焊件失效行为的重要性能之一。然而,目前对于铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的研究还比较少,这也是阻碍搅拌摩擦焊技术发展的关键因素。因而,对铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的研究具有很强的现实意义和工程意义。本文针对7075 7050 6082 2024四种铝合金材料,通过实验确定了合理的搅拌摩擦焊接工艺参数范围。结合疲劳试验结果分析了搅拌摩擦焊焊接工艺参数(搅拌头旋转速度、焊接速度)与焊接接头疲劳寿命之间的关系。通过试验数据的获取,采用人工神经网络模型对铝合金搅拌摩擦焊焊接接头的高周及低周疲劳寿命进行评估和预测。运用MATLAB语言组建了BP人工神经网络、RBF人工神经网络以及用户图形界面。使用训练好的网络来预测焊接接头的疲劳寿命,经比较,预测数据与实验数据吻合良好,获得了满足工程要求的预测值。为搅拌摩擦焊接头疲劳性能的评估、预测及搅拌摩擦焊接工艺参数的优化提供了新途径。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-10
第一章绪论  10-21
  1.1 问题的提出  10
  1.2 搅拌摩擦焊发展综述  10-15
    1.2.1 搅拌摩擦焊原理  10-11
    1.2.2 搅拌摩擦焊的特点  11-12
    1.2.3 搅拌摩擦焊的应用  12-13
    1.2.4 搅拌摩擦焊的国内外研究现状  13-15
  1.3 疲劳寿命预测方法的研究现状  15-16
  1.4 人工神经网络  16-19
    1.4.1 人工神经网络的原理  16-17
    1.4.2 人工神经网络的特点  17-18
    1.4.3 人工神经网络在焊接中的应用与发展  18-19
  1.5 本文研究内容及意义  19-21
    1.5.1 研究意义  19
    1.5.2 研究内容  19-21
第二章总体方案设计和试验研究  21-25
  2.1 总体方案  21-22
  2.2 实验设备  22-23
    2.2.1 焊接设备  22
    2.2.2 疲劳试验设备  22-23
  2.3 实验材料  23
  2.4 试验方法  23-24
    2.4.1 焊接实验  23
    2.4.2 金相实验  23
    2.4.3 微观硬度实验  23
    2.4.4 拉伸试验和疲劳试验  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章神经网络训练样本库的建立  25-32
  3.1 引言  25
  3.2 工艺规范参数对接头疲劳性能的影响  25-30
    3.2.1 焊接速度  25-28
    3.2.2 搅拌头旋转速度  28-30
  3.3 神经网络训练样本的采集  30-31
    3.3.1 神经网络训练样本的选择  30
    3.3.2 神经网络训练样本的采集  30-31
  3.4 本章小结  31-32
第四章航空铝合金低周疲劳寿命预测研究  32-45
  4.1 航空铝合金低周疲劳寿命  32
    4.1.1 低周疲劳寿命  32
    4.1.2 航空铝合金低周疲劳试验  32
  4.2 人工神经网络设计  32-37
    4.2.1 设计方案  32-33
    4.2.2 网络基本结构设计  33-34
    4.2.3 BP网络训练算法的实现步骤  34
    4.2.4 BP网络的改进  34-36
    4.2.5 BP网络的训练过程  36
    4.2.6 网络参数的选择及训练  36-37
  4.3 搅拌摩擦焊接头低周疲劳寿命预测系统  37-44
    4.3.1 7075-T651铝合金搅拌摩擦焊接头低周疲劳寿命预测  37-41
    4.3.2 7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头低周疲劳寿命预测  41-44
  4.4 本章小结  44-45
第五章铝合金高周疲劳寿命预测系统  45-58
  5.1 铝合金高周疲劳寿命  45
    5.1.1 高周疲劳寿命  45
    5.1.2 高周疲劳试验  45
  5.2 人工神经网络设计  45-51
    5.2.1 设计方案  45-46
    5.2.2 RBF网络  46-51
  5.3 基于人工神经网络的寿命预测系统  51-57
    5.3.1 7075搅拌摩擦焊接头高周疲劳寿命预测  51-54
    5.3.2 7050搅拌摩擦焊接头高周疲劳寿命预测  54-55
    5.3.3 6082搅拌摩擦焊接头高周疲劳寿命预测  55-56
    5.3.4 2024搅拌摩擦焊接头高周疲劳寿命预测  56-57
  5.4 本章小结  57-58
第六章铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳寿命预测系统用户界面的设计  58-62
  6.1 用户图形界面  58-59
    6.1.1 MATLAB图形用户界面介绍  58
    6.1.2 图形用户界面设计原则  58-59
  6.2 寿命预测图形用户界面的实现  59-61
  6.3 本章小结  61-62
结论  62-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
附录A 硕士期间发表的论文情况  67

基于人工神经网络的铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳寿命预测研究

内容摘要

全文目录

相似论文