發(fā)布時(shí)間：2017-05-20 15:23

  本文關(guān)鍵詞：鋁合金薄板激光切割工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：激光切割同其他熱切割方法相比,有切縫窄、熱影響區(qū)小、效率高、切割范圍廣、柔性好和能節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái),激光切割在工程應(yīng)用中日益廣泛,鋁合金也越來(lái)越多地應(yīng)用于我國(guó)先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域如航空方面,但是由于鋁合金的激光吸收率低等原因,目前鋁合金激光切割應(yīng)用較少,并且在激光方面的研究中,與鋁合金相關(guān)的激光切割工藝研究較少,所以如何選擇合適的工藝參數(shù)來(lái)提高鋁合金的激光切割質(zhì)量是一個(gè)重要課題。在理論分析方面,介紹了激光的產(chǎn)生和特性以及激光切割的機(jī)理、分類(lèi)及激光切割過(guò)程的能量轉(zhuǎn)換,并對(duì)激光切割工藝及切割路徑的選擇等問(wèn)題進(jìn)行了分析,歸納了激光切割質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)和其主要的影響因素,確定了影響鋁合金激光切割質(zhì)量因素為激光功率,切割速度和氣體壓力以及衡量激光切割質(zhì)量的主要指標(biāo)為切割面粗糙度、掛渣長(zhǎng)度和切割縫寬度。在試驗(yàn)分析方面,首先運(yùn)用數(shù)據(jù)處理軟件MATLAB對(duì)激光切割進(jìn)行了能量分析以及分析計(jì)算了切縫寬度的數(shù)學(xué)模型,得到了特定激光功率和鋁合金板材厚度下的最大切割速度mv;其次,建立了影響因素(激光功率,切割速度和氣體壓力)對(duì)激光切割質(zhì)量的單因素試驗(yàn)方案,分析了影響因素對(duì)切割質(zhì)量各指標(biāo)的影響規(guī)律;再次,通過(guò)建立正交綜合試驗(yàn)并且結(jié)合矩陣分析法確定了綜合質(zhì)量最優(yōu)的因素組合;最后,基于正交試驗(yàn)建立一次回歸正交設(shè)計(jì)方案,獲得了影響因素與試驗(yàn)指標(biāo)的一次回歸方程,通過(guò)檢驗(yàn)驗(yàn)證得出了回歸方程在置信度95%情況下高度顯著。在激光切割模型分析方面,建立了基于正交試驗(yàn)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,即BP(Back-Propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),得到了影響因素與激光切割各指標(biāo)之間的高度非線性方程。運(yùn)用遺傳算法對(duì)非線性方程極值尋優(yōu)的特性,在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型上結(jié)合遺傳算法,求取了非線性方程的極值,得到了切割質(zhì)量最佳的工藝參數(shù)方案,該結(jié)果與正交試驗(yàn)分析下的最優(yōu)方案吻合。
【關(guān)鍵詞】：激光切割 鋁合金 單因素試驗(yàn) 正交試驗(yàn) BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 遺傳算法
【學(xué)位授予單位】：陜西理工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG485
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 激光的產(chǎn)生11-13
• 1.1.1 激光產(chǎn)生的背景11
• 1.1.2 激光產(chǎn)生的原理11-13
• 1.2 激光加工中激光束參數(shù)13-14
• 1.2.1 激光模式13
• 1.2.2 激光輸出功率13
• 1.2.3 激光偏振13-14
• 1.3 激光切割技術(shù)概述14-18
• 1.3.1 激光切割的特點(diǎn)14-15
• 1.3.2 激光切割技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)15-18
• 1.4 課題的提出和研究意義18-19
• 1.4.1 選題背景18-19
• 1.4.2 研究意義19
• 1.5 研究?jī)?nèi)容19-23
• 1.5.1 主要內(nèi)容19-20
• 1.5.2 技術(shù)路線20-23
• 第2章 激光切割原理23-35
• 2.1 激光切割的機(jī)理、分類(lèi)及能量分析23-28
• 2.1.1 激光切割機(jī)理23-24
• 2.1.2 激光切割的分類(lèi)24-25
• 2.1.3 激光切割過(guò)程的能量分析25-28
• 2.2 激光切割工藝分析28-31
• 2.2.1 打孔點(diǎn)位置和穿孔技術(shù)28-29
• 2.2.2 輔助切割路徑29-30
• 2.2.3 激光切割優(yōu)化排樣及其路徑選取30-31
• 2.3 激光切割質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)31-33
• 2.3.1 切縫寬度31
• 2.3.2 切割面粗糙度31
• 2.3.3 掛渣31-32
• 2.3.4 切口熱影響區(qū)32
• 2.3.5 切割面傾角32-33
• 2.4 激光切割質(zhì)量的影響因素33-34
• 2.4.1 激光功率33
• 2.4.2 切割速度33
• 2.4.3 輔助氣體種類(lèi)及其壓力33-34
• 2.4.4 焦點(diǎn)位置34
• 2.5 小結(jié)34-35
• 第3章 試驗(yàn)分析因素影響規(guī)律35-63
• 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置35-38
• 3.1.1 ByJin3015基本組成35-36
• 3.1.2 ByJin3015技術(shù)參數(shù)36-37
• 3.1.3 ByJin3015激光切割機(jī)的編輯特性37-38
• 3.2 試驗(yàn)方案38-39
• 3.3 最大切割速度的計(jì)算39-41
• 3.4 激光切割質(zhì)量單因素影響規(guī)律41-48
• 3.4.1 激光功率對(duì)切割質(zhì)量的影響43-45
• 3.4.2 切割速度對(duì)切割質(zhì)量的影響45-46
• 3.4.3 氮?dú)鈿鈮簩?duì)切割質(zhì)量的影響46-48
• 3.5 激光切割質(zhì)量的正交試驗(yàn)研究48-62
• 3.5.1 三因素正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)48-49
• 3.5.2 切割質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)果的極差分析49-51
• 3.5.3 方差分析51-54
• 3.5.4 切割質(zhì)量多指標(biāo)優(yōu)化54-57
• 3.5.5 一次回歸正交設(shè)計(jì)57-62
• 3.6 小結(jié)62-63
• 第4章 結(jié)合遺傳算法的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)分析63-81
• 4.1 基于正交試驗(yàn)建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)63-74
• 4.1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述63-64
• 4.1.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型64-66
• 4.1.3 建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)66-70
• 4.1.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型驗(yàn)證70-74
• 4.2 遺傳算法優(yōu)化74-79
• 4.2.1 遺傳算法概述74-75
• 4.2.2 遺傳算法模型建立75-79
• 4.3 小結(jié)79-81
• 第5章 遺傳算法深度優(yōu)化及試驗(yàn)驗(yàn)證81-85
• 5.1 遺傳算法深度優(yōu)化81-82
• 5.2 試驗(yàn)驗(yàn)證82-83
• 5.3 小結(jié)83-85
• 結(jié)論及展望85-87
• 主要結(jié)論85-86
• 展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果93-95
• 致謝95

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