[發(fā)明專利]基于BP人工神經網絡的橡膠減振器配方設計系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109508498A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設計）人: 曾憲奎;賈偉臣;滕彥理;陳洪帥;曾佳;苗清
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 山東重諾律師事務所 37228
• 代理人: 冷奎亨

本發(fā)明涉及基于BP人工神經網絡的橡膠減振器配方設計系統(tǒng)及方法，使用神經網絡建立起配方和減振器性能之間的關系模型，并利用建立的模型根據設計需求對橡膠的配方進行逆向生成最優(yōu)的配方。本發(fā)明考慮橡膠配方與混煉膠性能和混煉膠與橡膠減振器性能之間的關系，合理的建立了橡膠減振器配方預測模型，根據減振器性能較為準確的預測出橡膠配方，克服了配方與性能之間的高度非線性以及多輸入多輸出關系導致配方設計不準確的問題。本發(fā)明設計合理、結構緊湊且使用方便。

技術領域

本發(fā)明涉及橡膠減振器配方設計技術領域，具體涉及一種基于BP人工神經網絡的橡膠減振器配方設計方法。

背景技術

橡膠減振器具有形狀設計自由度高，可滿足各個方向剛度和強度的要求，內耗高、減振降噪效果好，質量小，安裝和拆卸方便且造價低廉等優(yōu)點，被廣泛運用于工程機械、交通運輸設備，建筑減振等現(xiàn)代工業(yè)的各個方面，其結構形式是兩塊金屬板之間夾有橡膠層，利用橡膠的剪切變形達到緩沖的目的，橡膠層的各種性能直接關系著橡膠減振器的減振效果以及使用壽命。但是目前存在的橡膠減振器配方的設計方法過于繁瑣，而且分析結果不可靠。如果能夠準確的預測膠料配方和橡膠減振器性能之間的關系，建立目標函數(shù)，給定減振器性能參數(shù)，便能利用搜索算法搜索到符合條件的膠料配方，可以大大的減少設計成本，提高生產效率。因此更準確、更便捷的橡膠減振器配方設計方法能給各種環(huán)境下的減振器的設計帶來極大的便利。

目前橡膠減振器的設計方法主要是以解析法、經驗設計法和有限元法為主，解析法計算量大，計算結果容易出錯，只能夠對結構簡單的減振器進行設計；經驗設計法以技術人員的研究經驗為主，核心研發(fā)人員培養(yǎng)周期長，并且設計過程繁瑣，設計效率低，技術成本高，最終產品的性能不穩(wěn)定；利用有限元分析的方法，可以對橡膠減振器的力學性能以及疲勞壽命進行分析，減少了橡膠減振器設計過程中的反復試驗和開模制樣的過程，降低了成本，提高了效率，但是橡膠材料是高度非線性的粘彈性材料，其本構模型不明確，分析過程中邊界條件的設定不清晰，所以分析模擬的結果不可靠。

橡膠配方中含有多種組分，包括促進劑、補強劑等，不同助劑的使用對橡膠的物理機械性能、硫化工藝等都會產生不同的影響，橡膠配方決定著橡膠產品的質量、成本和加工性能。橡膠減振器不僅需要有良好的彈性，提供緩沖、減振的作用，還需要具有良好的抗撕裂性能，如果橡膠材料的抗撕裂性能很差，產品易于破裂，橡膠減振器的使用壽命則顯著降低，提高產品的維修成本。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題總的來說是提供一種基于BP人工神經網絡的橡膠減振器配方設計系統(tǒng)及方法；詳細解決的技術問題以及取得有益效果在后述內容以及結合具體實施方式中內容具體描述。

為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：

針對上述的現(xiàn)有預測技術的不足，本發(fā)明提供了一種基于BP人工神經網絡的橡膠減振器配方設計系統(tǒng)及方法，

以橡膠配方的各組分含量作為神經網絡訓練學習樣本的輸入項，

以橡膠配方性能作為神經網絡訓練的期望輸出項，確定神經網絡的輸入層和輸出層結構，

根據經驗公式設置合適的隱藏層結構，

依據神經網絡算法，構建一個神經網絡預測模型；

根據預測模型的預測結果建立目標函數(shù)，達到在設計過程中能夠根據減振器的性能在一定的誤差范圍內得到滿足減振器設計指標要求的預測膠料配方。

本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目標，采用的技術解決方案是：

一種基于BP神經網絡的橡膠減振器配方設計方法，該方法包括以下步驟：