隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,以及產(chǎn)品制造的競爭加劇,快速成形技術(shù)因柔性高、生產(chǎn)周期短、成形件性能優(yōu)良等優(yōu)勢而備受關(guān)注。作為快速成形的一種,電弧快速成形利用電弧熱熔化焊絲,按照設(shè)定軌跡堆積成金屬零件,其具有制造靈活、成形件致密度高的優(yōu)點(diǎn),并且已在機(jī)械制造領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。現(xiàn)搭建的粗細(xì)雙絲MIG快速成形系統(tǒng)既有粗絲敷熔率大的優(yōu)勢,又有細(xì)絲成形精度高的特點(diǎn)。為在使用過程中指導(dǎo)焊縫成形和優(yōu)化焊接工藝,達(dá)到減少試驗(yàn)和節(jié)省焊接成本的目的,本文通過建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,實(shí)現(xiàn)直觀預(yù)測焊縫形貌和焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化。首先進(jìn)行了樣本數(shù)據(jù)的采集,利用正交設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,以焊接速度、焊絲直徑、送絲速度及焊接電壓為試驗(yàn)因子,試驗(yàn)中不考慮各個(gè)因素之間的交互作用,因?yàn)楦饕蛩�、水平�?shù)不盡相同且沒有可供直接選擇的正交表,所以重新進(jìn)行了混合正交表的設(shè)計(jì)。使用雙絲MIG快速成形設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)得到80個(gè)樣件,樣件經(jīng)處理后在顯微鏡下得到可觀察焊縫形貌的照片,采集焊縫幾何參數(shù)如熔寬、余高和熔深,數(shù)據(jù)記錄在表格中供后續(xù)訓(xùn)練使用。隨后試驗(yàn)分析了正交表中四個(gè)試驗(yàn)因子在雙絲MIG快速成形系統(tǒng)中對焊縫成形的影響,初步探究試驗(yàn)因子影響焊縫成形的規(guī)律,為后...

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 電弧快速成形研究現(xiàn)狀
        1.2.1 等離子弧快速成形技術(shù)
        1.2.2 TIG快速成形技術(shù)
        1.2.3 MIG快速成形技術(shù)
    1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在焊接預(yù)測的應(yīng)用
        1.3.2 其它神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.4 本文的研究意義
    1.5 本文的研究內(nèi)容
第二章 基于正交設(shè)計(jì)法的試驗(yàn)樣本采集
    2.1 雙絲MIG快速成形系統(tǒng)
    2.2 雙絲MIG電弧快速成形的影響因素
    2.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        2.3.1 選擇合適的正交表
        2.3.2 試驗(yàn)因素和水平數(shù)
        2.3.3 表頭設(shè)計(jì)
        2.3.4 試驗(yàn)方案確定
    2.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集
        2.4.1 焊前準(zhǔn)備工作
        2.4.2 焊后樣件處理
        2.4.3 數(shù)據(jù)采集
    2.5 本章小結(jié)
第三章 雙絲MIG快速成形系統(tǒng)焊縫成形分析
    3.1 焊接電壓對焊縫成形的影響
    3.2 送絲速度對焊縫成形的影響
    3.3 焊接速度對焊縫成形的影響
    3.4 焊絲直徑對焊縫成形的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的焊縫形狀預(yù)測模型建立
    4.1 本文模型建立的思想
    4.2 模型實(shí)現(xiàn)的平臺和工具
    4.3 基于Tensorboard可視化的模型建立方法
    4.4 第一類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)
        4.4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        4.4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的前向傳播
        4.4.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反向優(yōu)化
        4.4.4 可視化確定第一類網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
    4.5 基于Matlab擬合工具箱的焊縫模型分類
        4.5.1 焊縫圖像數(shù)據(jù)提取與擬合
        4.5.2 One-hot編碼標(biāo)簽制作
    4.6 第二、三類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)
        4.6.1 分類算法的前向傳播
        4.6.2 分類算法的反向優(yōu)化
        4.6.3 可視化確定第二、三類網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
    4.7 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化
        4.7.1 數(shù)據(jù)歸一化
        4.7.2 Dropout緩解網(wǎng)絡(luò)過擬合
        4.7.3 退化學(xué)習(xí)率
    4.8 模型訓(xùn)練過程及結(jié)果
        4.8.1 模型搭建與運(yùn)算過程
        4.8.2 各類模型結(jié)果
    4.9 本章小結(jié)
第五章 焊接輸入工藝參數(shù)優(yōu)化與可視化界面設(shè)計(jì)
    5.1 建立焊道成形反向預(yù)測模型
    5.2 正反聯(lián)合預(yù)測
    5.3 預(yù)測系統(tǒng)可視化界面設(shè)計(jì)
        5.3.1 開發(fā)平臺的選擇
        5.3.2 界面的總體構(gòu)成
        5.3.3 用戶界面的具體設(shè)計(jì)
    5.4 預(yù)測系統(tǒng)的應(yīng)用
        5.4.1 焊縫幾何尺寸預(yù)測
        5.4.2 測試集準(zhǔn)確率
        5.4.3 焊縫形狀預(yù)測
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄1 焊縫幾何尺寸數(shù)據(jù)
    附錄2 One-hot標(biāo)簽數(shù)據(jù)
致謝
研究成果及發(fā)表論文
作者及導(dǎo)師簡介
附件



本文編號：3744010