本文關(guān)鍵詞：基于支持向量回歸的雙相不銹鋼抗點蝕性能及焊接工藝優(yōu)化研究

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【摘要】：隨著社會發(fā)展進(jìn)步,礦產(chǎn)資源越來越少、開采越來越難,而人類對材料的使用性能要求越來越高。不銹鋼作為一種常用生活材料,由于其優(yōu)異的耐蝕性、抗氧化、超塑性、殺菌性能和記憶功能等,被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。人們已經(jīng)研究合成出很多常用的標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼,但多是根據(jù)經(jīng)驗公式/ANN模型得出材料化學(xué)成分配比,并不能十分有效地得到抗腐蝕性能最高的不銹鋼。所以,通過建立一個穩(wěn)定準(zhǔn)確的模型對于尋找抗腐蝕性能優(yōu)異的材料成分配比有著非常重要的作用。本文主要根據(jù)相關(guān)實驗數(shù)據(jù),對非標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼的抗腐蝕性能、非標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼弱相點蝕性能及不銹鋼焊接工藝對焊接點抗腐蝕性能影響進(jìn)行建模、優(yōu)化研究:(1)收集相關(guān)實驗數(shù)據(jù)并建立模型;(2)對所建模型進(jìn)行準(zhǔn)確性檢驗;(3)分析模型所揭示的相關(guān)規(guī)律。本文利用基于支持向量回歸的粒子群尋優(yōu)算法進(jìn)行了建模分析。主要工作如下:(1)低鎳高錳氮非標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼的抗點蝕電位的SVR建模研究在本研究中,文獻(xiàn)作者以低鎳高錳氮非標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼中鉻(Cr)、鉬(Mo)、氮(N)三種化學(xué)成分作為不銹鋼的組分,測量并計算了其點蝕當(dāng)量指數(shù)(PREN),然后以PREN作為中間變量擬合了材料的抗點蝕電位值。我們根據(jù)粒子群尋優(yōu)算法獲得最優(yōu)指數(shù)模型(PREN1.47),并以此模型計算了低鎳高錳氮非標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼中的最優(yōu)抗點蝕電位;也直接根據(jù)低鎳高錳氮非標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼中鉻(Cr)、鉬(Mo)、氮(N)三種化學(xué)成分建立了其與抗點蝕電位(Ep)之間的SVR模型。為檢驗所建SVR模型的準(zhǔn)確性,應(yīng)用檢驗樣本對其進(jìn)行了驗證。結(jié)果表明,所建SVR模型的預(yù)測值與實驗結(jié)果吻合良好,所建SVR模型預(yù)測的平均絕對百分誤差(MAPE)0.91%大大優(yōu)于其他三種非線性回歸模型的預(yù)測結(jié)果(分別為PREN16=13.70%,PREN30=14.68%,PREN1.47=12.45%)。同時利用所建SVR模型計算了抗點蝕電位對各元素的靈敏度。結(jié)果發(fā)現(xiàn),鉻元素對不銹鋼抗腐蝕性能影響最敏感,其他兩種元素敏感度相同;(2)低鎳高錳氮非標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼的弱相抗點蝕電位的SVR建模研究本研究中,文獻(xiàn)作者報導(dǎo)了以鉻(Cr)、鉬(Mo)、氮(N)、鎳(Ni)為參數(shù),以點蝕當(dāng)量(PREN)作為中間變量求得低鎳高錳氮非標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼的抗點蝕電位值,與(1)不同的是,文中取材料中晶相較低的PREN值作為中間變量(即取材料中PRENα和PRENγ值較低者)。我們根據(jù)低鎳高錳氮非標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼中弱相中的鉻(Cr)、鉬(Mo)、氮(N)三種化學(xué)成分建立了與其抗點蝕電位值之間的SVR模型,并用測試樣本和獨立樣本對所建SVR模型進(jìn)行了檢驗。結(jié)果顯示:SVR模型對訓(xùn)練、測試和獨立樣本的MAPE(0.0002%、2.50%、32.38%)均遠(yuǎn)優(yōu)于PREN模型的三個結(jié)果(12.35%、9.85%、65.18%)。靈敏度計算結(jié)果顯示鉻元素對抗點蝕電位敏感度最強,氮元素次之,鉬元素和鎳元素再次之;(3)雙相不銹鋼電鍍金屬焊接因素對焊點抗腐蝕性能的影響人們實驗發(fā)現(xiàn),雙相不銹鋼的抗腐蝕性能與材料本身的化學(xué)成分配比、材料的金相分布有關(guān),在其焊接點處的抗腐蝕性能還與焊接因素有關(guān)。本文根據(jù)焊接時的焊接電流、焊接速度、焊頭到工件的距離和焊接角度等四個參數(shù)和相關(guān)實驗數(shù)據(jù),對其抗點蝕電位值進(jìn)行了SVR建模與預(yù)測研究。結(jié)果顯示:SVR模型所得結(jié)果近乎與實驗結(jié)果相吻合,而文獻(xiàn)中每組結(jié)果誤差都在0.5%以上;所建SVR模型對訓(xùn)練和測試樣本的MAPE(分別為0.42%、0.32%)遠(yuǎn)優(yōu)于文獻(xiàn)報導(dǎo)結(jié)果(分別6.36%、14.49%)。同時從所建SVR模型中還可以得出,焊接速度對焊接點處的抗腐蝕性能有很大的影響�？傊�,以上建模研究結(jié)果表明,所建SVR模型穩(wěn)健、準(zhǔn)確,能定量揭示自變量(Cr,Mo,N,Ni組分;焊接工藝等)對不銹鋼抗腐蝕能力的影響規(guī)律;可為尋找或研發(fā)具有高抗點蝕電位的新型低鎳高錳氮非標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼材的化學(xué)成分配比提供理論指導(dǎo),為雙相不銹鋼的焊接工藝提供科學(xué)優(yōu)化,對節(jié)省實驗時間、減少實驗成本和試驗次數(shù)有著非常重要的指導(dǎo)意義和實際應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：雙相不銹鋼 抗腐蝕性能 建模 因素分析 支持向量回歸
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.71;TG457.11
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 不銹鋼發(fā)展及現(xiàn)狀10-12
• 1.2 研究目的及意義12-13
• 1.3 研究的內(nèi)容13-14
• 2 支持向量回歸14-21
• 2.1 統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論的基本思想14-15
• 2.2 支持向量回歸原理15-16
• 2.3 核函數(shù)16-18
• 2.4 支持向量回歸機參數(shù)選擇18-20
• 2.4.1 參數(shù)選擇對SVR性能影響18
• 2.4.2 基于PSO算法的SVR參數(shù)尋優(yōu)18-20
• 2.5 小結(jié)20-21
• 3 非標(biāo)準(zhǔn)低鎳高錳氮雙相不銹鋼的抗點蝕電位建模研究21-33
• 3.1 模型方法和數(shù)據(jù)集21
• 3.2 模型預(yù)測性能評價21-23
• 3.3 結(jié)果討論23-31
• 3.3.1 模型比較23-27
• 3.3.2 最優(yōu)組分及可能的最大抗點蝕電位27
• 3.3.3 SVR模型和PREN16模型因素分析27-31
• 3.3.4 靈敏度分析31
• 3.4 結(jié)論31-32
• 3.5 小結(jié)32-33
• 4 非標(biāo)準(zhǔn)低鎳高錳氮雙相不銹鋼弱相抗點蝕電位建模研究33-45
• 4.1 數(shù)據(jù)來源33-34
• 4.2 模型建立和預(yù)測評價34-35
• 4.3 結(jié)果討論35-38
• 4.4 最優(yōu)組分參數(shù)及SVR模型因素分析38-42
• 4.5 靈敏度分析42-43
• 4.6 小結(jié)43-45
• 5 雙相不銹鋼電鍍金屬焊接因素對其抗點蝕電位影響45-55
• 5.1 數(shù)據(jù)來源45-46
• 5.2 模型建立和預(yù)測評價46-47
• 5.3 結(jié)果討論47-49
• 5.4 最優(yōu)工藝參數(shù)及SVR模型中焊接因素分析49-54
• 5.5 小結(jié)54-55
• 6 結(jié)論及展望55-57
• 6.1 主要結(jié)論55-56
• 6.2 后續(xù)研究工作的展望56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 附錄63
• 附錄A 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄63

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 蔣穹;繆強;仝飛;徐一;任蓓蕾;劉志梅;姚正軍;;電弧噴涂Al-Zn-Si-RE合金涂層在3.5%NaCl溶液中的電化學(xué)腐蝕行為(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2014年08期

2 皇思潔;蔡從中;曾慶文;;基于SVR的脈沖激光沉積TiN/AlN多層薄膜的工藝優(yōu)化[J];功能材料;2013年14期

3 黃嘉琥;付逸芳;;耐點蝕當(dāng)量(PRE)與壓力容器用超級不銹鋼[J];壓力容器;2013年04期

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6 張偉;陳永強;李隆盛;;鉬對鑄造雙相不銹鋼組織及耐點蝕性能的影響[J];大連理工大學(xué)學(xué)報;1994年02期

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本文編號：602826