[發(fā)明專利]造紙纖維特性對成紙力學性能影響程度的定量分析方法

有效

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• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111967180B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設計）人: 沈文浩;劉寅
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/04;G06N3/08;G06F119/14
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 詹麗紅

本發(fā)明公開了一種造紙纖維特性對成紙力學性能影響程度的定量分析方法，步驟如下：獲取建模、分析所需的多種類造紙纖維特性參數、成紙抄造工藝參數及成紙力學性能參數；使用反向傳播神經網絡(BPNN)建立造紙纖維特性與成紙力學性能間的關系統(tǒng)計模型，并逐個分析造紙纖維特性對成紙力學性能影響的關系趨勢；基于灰關聯(lián)分析法定量分析造紙纖維特性對成紙力學性能的影響程度。該方法簡便易行，具有建模、分析過程簡單的特點，針對目前關于造紙纖維特性與成紙力學性能間僅有的定性關系認識，提出了兩者之間關系的定量分析方法，揭示了造紙纖維特性對成紙力學性能影響的量化結果，對制漿造紙行業(yè)的生產、研究工作將具有重要的指導作用。

技術領域

本發(fā)明涉及制漿造紙、機器學習和統(tǒng)計分析技術領域，具體涉及一種造紙纖維特性對成紙力學性能影響程度的定量分析方法。

背景技術

在制漿造紙領域，成紙的力學性能主要依賴于其原材料，即纖維的特性。然而，由于造紙纖維的特性較多，不同特性之間存在相互影響，并且成紙力學性能往往由多個造紙纖維特性及抄造工藝共同決定，所以較難定量分析得出不同造紙纖維特性對成紙力學性能的影響程度。

在當前造紙領域的生產和研究中，為了更好理解及預測造紙纖維特性與成紙力學性能間的關系，通常的做法是基于實驗數據進行回歸分析。其中，對于少量規(guī)律性較強的關系可以總結出經驗公式模型，例如用于計算成紙抗張強度的Page模型。但是，利用回歸分析及建立經驗公式模型的方法仍然難以定量分析出不同造紙纖維特性對成紙力學性能的影響程度，從而對該行業(yè)的生產和科研造成一定的不確定性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于彌補現(xiàn)有技術對單個造紙纖維特性與成紙力學性能間關系及趨勢定量分析研究的不足，提供一種造紙纖維特性對成紙力學性能影響程度的定量分析方法，通過使用實驗數據和反向傳播神經網絡建立單個造紙纖維特性與成紙力學性能間的關系趨勢模型，再利用灰關聯(lián)分析法定量分析單個造紙纖維特性對成紙力學性能的影響程度，從而為生產、研究提供更明確的技術指導依據。

本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種造紙纖維特性對成紙力學性能影響程度的定量分析方法，所述的定量分析方法包括下列步驟：

S1、獲取不同造紙纖維特性參數、成紙抄造工藝參數及成紙力學性能參數的實驗數據值。其中，所述的造紙纖維特性參數包括：纖維長度、纖維直徑、纖維壁厚、纖維粗度、纖維柔軟度和纖維強度指數；所述的成紙抄造工藝參數包括紙漿打漿度；所述的成紙力學性能參數包括抗張強度、撕裂度和耐破度。上述參數均可使用實驗測量或計算的方式獲得。另外，為了便于描述，定義NF代表被考慮的造紙纖維特性參數個數；NT代表被考慮的成紙抄造工藝參數個數；NP代表被考慮的成紙力學性能參數個數；

S2、基于S1中獲得的實驗數據值及反向傳播神經網絡建立造紙纖維特性與成紙力學性能間的關系統(tǒng)計模型，并基于該關系統(tǒng)計模型生成造紙纖維特性與成紙力學性能間的關系趨勢數據，再基于所述的關系趨勢數據繪制關系趨勢圖，并分析造紙纖維特性與成紙力學性能間的關系；

S3、基于灰關聯(lián)分析法定量分析造紙纖維特性對成紙力學性能的影響

基于灰關聯(lián)分析法分析造紙纖維特性對成紙力學性能的影響，過程如下：使用步驟S2中得到的造紙纖維特性與成紙力學性能間的關系趨勢數據作為灰關聯(lián)分析法的分析數據；確定分析數據中的參考數列為成紙力學性能參數，確定比較數列為造紙纖維特性參數；將所有分析數據進行無量綱化處理；求解每一個造紙纖維特性參數的分析數據相對于每一個成紙力學性能參數的灰色關聯(lián)系數；求解每一個造紙纖維特性參數相對于每一個成紙力學性能參數的灰色關聯(lián)度；最終根據灰色關聯(lián)度的大小進行排序，并定量分析不同造紙纖維特性對成紙力學性能的影響程度。

進一步地，所述的步驟S1包含如下步驟：