本文關(guān)鍵詞：YAG固體激光小孔加工實(shí)驗(yàn)及工藝仿真研究

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【摘要】：激光打孔技術(shù)具有加工范圍廣、無工具損耗、效率高、經(jīng)濟(jì)效益顯著、可加工小至微米的孔等優(yōu)點(diǎn),已在現(xiàn)代制造領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。但其加工機(jī)理是一個(gè)復(fù)雜多變的熱蝕加工過程,而合理的工藝條件才是獲得合格產(chǎn)品的保障。因此本文在國內(nèi)外有關(guān)激光小孔加工研究成果的基礎(chǔ)上,從理論、試驗(yàn)和仿真三個(gè)方面對(duì)其加工工藝進(jìn)行了分析和研究。首先,簡單的概述和總結(jié)了激光打孔技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展及研究狀況,闡述了激光打孔的基本原理和特點(diǎn),并系統(tǒng)分析了YAG固體激光打孔的主要工藝指標(biāo)和工藝參數(shù)。其次,選取厚度為1mm的304不銹鋼、H62黃銅和1060鋁合金三種金屬材料,利用實(shí)驗(yàn)室的YAG激光加工設(shè)備進(jìn)行復(fù)制法打孔試驗(yàn),并借助工具顯微鏡測(cè)量出小孔的上、下孔徑。通過單因素試驗(yàn)分析了激光器電壓、重復(fù)頻率、脈沖寬度、聚焦條件、輔助氣體等因素對(duì)小孔加工效果的影響規(guī)律。以1mm不銹鋼材料為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了L16(43)3因素4水平正交試驗(yàn)方案,應(yīng)用直觀和方差法分析了激光器電壓、脈沖寬度和重復(fù)頻率對(duì)上、下孔徑及錐度的影響程度,并提出了YAG激光在不銹鋼上打小孔時(shí)激光器參數(shù)的選擇方法。最后,針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性處理能力強(qiáng)和遺傳算法(GA)全局搜索尋優(yōu)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),提出了遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的智能建模方法。借助MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱和遺傳算法工具箱,建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GA-BP)的激光打孔加工工藝仿真模型,利用兩種模型分別對(duì)不同加工參數(shù)下的小孔孔徑進(jìn)行了仿真和預(yù)測(cè)。結(jié)果表明,經(jīng)GA優(yōu)化后的BP網(wǎng)絡(luò)模型具有更高的擬合精度和更理想的預(yù)測(cè)精度,能較好的反映激光器參數(shù)與加工孔徑之間的非線性映射關(guān)系,這為激光小孔加工工藝參數(shù)的有效選擇提供了一個(gè)新的途徑。
【關(guān)鍵詞】：激光打孔 單因素 正交試驗(yàn) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 遺傳算法
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG665
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 引言9
• 1.2 激光打孔技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展及研究狀況9-11
• 1.2.1 激光打孔技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r9-11
• 1.2.2 激光打孔工藝的國內(nèi)外研究狀況11
• 1.3 激光打孔加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)11-12
• 1.4 課題提出的背景及研究內(nèi)容12-14
• 1.4.1 課題的提出12-13
• 1.4.2 論文研究的主要內(nèi)容13-14
• 2 激光打孔的綜述14-24
• 2.1 概述14-18
• 2.1.1 激光打孔的原理及物理過程14-15
• 2.1.2 激光打孔的分類15-16
• 2.1.3 激光打孔的特點(diǎn)16-18
• 2.2 ND：YAG激光器18-19
• 2.2.1 ND：YAG激光器的結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2.2 ND：YAG激光器的特點(diǎn)19
• 2.3 激光打孔工藝分析19-24
• 2.3.1 主要工藝指標(biāo)19-20
• 2.3.2 基本工藝規(guī)律20-22
• 2.3.3 激光打孔的輔助工藝22
• 2.3.4 激光打孔的質(zhì)量檢驗(yàn)22-24
• 3 激光打孔試驗(yàn)設(shè)計(jì)24-30
• 3.1 試驗(yàn)環(huán)境24-28
• 3.1.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>24
• 3.1.2 試驗(yàn)設(shè)備24-25
• 3.1.3 測(cè)量工具25-26
• 3.1.4 試驗(yàn)材料26-27
• 3.1.5 試驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)獲取27-28
• 3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)28-30
• 3.2.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)28
• 3.2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)28-30
• 4 試驗(yàn)結(jié)果處理與分析30-45
• 4.1 單因素試驗(yàn)分析30-38
• 4.1.1 激光器電壓對(duì)打孔的影響30-33
• 4.1.2 脈沖寬度對(duì)打孔的影響33-35
• 4.1.3 激光重復(fù)頻率對(duì)打孔的影響35-36
• 4.1.4 聚焦條件對(duì)打孔的影響36-37
• 4.1.5 輔助氣體對(duì)打孔的影響37-38
• 4.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析38-45
• 4.2.1 試驗(yàn)結(jié)果38-39
• 4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果直觀分析39-41
• 4.2.3 試驗(yàn)結(jié)果方差分析41-45
• 5 激光小孔加工工藝仿真分析45-68
• 5.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論45-47
• 5.1.1 人工神經(jīng)元模型45-46
• 5.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)46-47
• 5.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)47
• 5.2 BP網(wǎng)絡(luò)對(duì)激光打孔工藝的仿真預(yù)測(cè)47-58
• 5.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真理論47-51
• 5.2.2 網(wǎng)絡(luò)樣本獲取及預(yù)處理51-53
• 5.2.3 BP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)53-56
• 5.2.4 BP網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和測(cè)試分析56-58
• 5.3 GA-BP網(wǎng)絡(luò)對(duì)激光打孔工藝的仿真預(yù)測(cè)58-65
• 5.3.1 遺傳算法理論58-59
• 5.3.2 遺傳算法與BP網(wǎng)絡(luò)的融合59-60
• 5.3.3 遺傳算法優(yōu)化BP網(wǎng)絡(luò)的算法實(shí)現(xiàn)60-61
• 5.3.4 GA-BP網(wǎng)絡(luò)的MATLAB程序設(shè)計(jì)61-63
• 5.3.5 GA-BP網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和測(cè)試分析63-65
• 5.4 兩種網(wǎng)絡(luò)模型的對(duì)比分析65-68
• 6 結(jié)論與展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-72
• 附錄A BP仿真程序72-74
• 附錄B GA-BP仿真程序74-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果77-78
• 致謝78-79

【共引文獻(xiàn)】

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10 崔麗楠;重型載貨汽車建模、仿真及總成特性對(duì)性能影響的分析[D];吉林大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：960659