[發明專利]一種鎂鋰合金表面處理工藝參數優化方法

在審

• 申請號: 202010822592.0
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112036078A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 邊培瑩;趙文忠;章文捷;穆耀釗;周雯;葉芳霞
• 申請（專利權）人: 西安文理學院
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F119/08
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種鎂鋰合金表面處理工藝參數優化方法，包括以下步驟；初始化BP算法模型，對BP網絡模型進行輸入輸出映射訓練，初始化模擬退火算法及變量，模擬退火算法迭代，調用BP算法進行目標函數求解，解碼得到BP算法計算結果的實際工藝參數輸出值，并更新當前迭代中的局部最優解，退火完成后判斷接受新解，對當前一次退火溫度的局部最優解與當前累積至的全局最優解進行對比；滿足迭代終止條件后輸出全局最優解為最終最優工藝參數組合方案，得到本次鎂鋰合金表面處理的工藝參數優化方案值輸出。本發明可實現對鎂鋰合金表面處理工藝參數進行智能學習訓練優化，提高鎂鋰合金表面處理的質量。

技術領域

本發明涉及金屬表面處理工藝技術領域，特別涉及一種鎂鋰合金表面處理工藝參數優化方法。

背景技術

隨著鎂鋰合金作為超輕質合金在減重結構件制造中的大量應用，其合金表面的耐蝕性并不能適應一些高低溫、潮濕、鹽霧等環境的工作場合，進行表面微弧氧化處理，增加類陶瓷層表面處理以提高其強度與耐蝕性成為重要的表面處理技術方法。然而，微弧氧化的工藝參數的選配對于表面質量具有決定性的影響，一旦工藝參數不適應就會形成膜層致密度差、易脫落、力學性能差等質量問題，成為制約該項表面處理技術發展的瓶頸問題。目前對鎂鋰合金表面微弧氧化處理時主要是依賴技術人員經驗，靠人工不斷調整工藝參數組合的大量實驗參數試算得到基本合格的表面處理工藝，這種多次反復的實驗必然造成各種資源的浪費，甚至很多應用中找不到成功的工藝解決方案而放棄該表面處理工藝。此類問題嚴重困擾著諸多應用單位，導致了目前強大的鎂鋰合金市場需求與表面膜層質量不穩定之間的矛盾。

對于鎂鋰合金表面微弧氧化多工藝參數的選配，不僅輸入工藝參數有多個，而評價膜層質量的性能參數也有多個，對應的輸入與輸出參數間很難用顯式的函數描述關系，這種問題的優化屬于非線性、多元、多目標、離散的難解問題。所以對多參數工藝優化單一的智能優化不適用，有確定目標函數的智能算法也不適用。

發明內容

針對以上技術問題，本發明的目的在于提供一種鎂鋰合金表面處理工藝參數優化方法，實現對鎂鋰合金表面處理工藝參數進行優化，提高鎂鋰合金表面處理的質量。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種鎂鋰合金表面處理工藝參數優化方法，包括以下步驟；

步驟一、初始化BP算法模型：

BP網絡模型針對鎂鋰合金表面處理工藝參數進行了改進設計，BP網絡模型包括輸入層、第一隱含層、第二隱含層、第三隱含層及輸出層五層；輸入層為本工藝的四個輸入工藝參數對應的四個節點、輸出層為工藝輸出特性參數對應的四個節點、中間隱含層上均設置有多個節點，采用這種多層細分BP算法網絡結構以提高網絡映射計算的精度；

步驟二、對BP網絡模型進行輸入輸出映射訓練：

由前期的鎂鋰合金工藝實驗數據作為訓練樣本，將訓練樣本輸入至BP網絡模型的輸入層，由BP算法四層網絡結構分別對該表面處理工藝參數的輸入、輸出之間進行映射關系的權值、閾值計算；

步驟三、初始化模擬退火算法：

模擬退火算法針對鎂鋰合金表面處理工藝參數進行了改進設計，引入一個隨機撓動量來初始化一個1000度左右的較高溫度T，設置每一輪溫度增量下的迭代次數L，并且在一輪退火未獲得最優解時，可以返回重新初始化起始溫度再次退火迭代，提高算法的搜索遍歷度，初始化時包括對優化的四個表面處理的工藝參數：頻率、占空比、電流密度、時間分別設定邊界范圍。

步驟四、模擬退火算法迭代：

在當前溫度下由隨機函數撓動產生一定批量(50組以上)的新解，并按照退火算法對各新解進行編碼，新解對應的工藝參數編碼采用25位二進制編碼，00000 00000 000000000000000-11111 11111 111111 111111111；