[發明專利]一種工件初始殘余應力的反推調整方法

有效

• 申請號: 202010907299.4
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112131679B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 郭江;賀增旭;景浩;白倩
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F30/27;G06N3/12;G06N20/10;G06F119/14
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

1.一種工件初始殘余應力的反推調整方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，將初始狀態相同的兩個工件分為實驗組A和測量組B，進行熱處理，并對實驗組A的工件進行材料去除，將上下表面的去除量分別記為r₀和r₀’，變形量記為Y₀；

第二步，對測量組B的工件從厚度方向均分為m份，使用剝層法對各層應力的大小進行測量，將各層應力分別記為：σ₁,σ₂,σ₃...σ_m；

第三步，使用支持向量機算法進行非線性關系構建：

第(1)步，基于第二步中的應力測量結果，在±20MPa的范圍內，隨機生成H組數據，每組數據中含有m份；將H組數據隨機分為L組訓練集和(H-L)組測試集；其中第i組的數據的應力大小分別記為：

第(2)步，在(0，200)的范圍內再隨機生成H組數據，每組數據包含上表面去除量和下表面去除量；其中第i組的上表面去除量和下表面去除量的數據記為(r_i，r_i’)；

第(3)步，在CAE仿真軟件中建立H個模型，將第(1)步生成的應力數據輸入到模型中，依照第(2)步生成的去除量對模型進行仿真，工件在材料去除后會發生變形，將第i個模型發生的變形記為Y_i；

第(4)步，針對前L組訓練集數據，使用支持向量機算法建立初始應力，去除量和變形之間的關系：

使用高斯核函數建立相似函數f，將第i組的相似函數記為f⁽ⁱ⁾:

第i組的輸入向量X，記為：

其中，為第(1)步中建立的應力數據；r_i,r_i’為第(2)步建立的去除量數據；

待優化參數θ記為：

θ＝[θ₁,θ₂,θ₃...θ_m,θ_m+1,θ_m+2]

若模型材料去除為單面時，只需將參數θ_m+2刪除；

待優化目標參數為：

其中，函數cost₀和cost₁函數為代價函數；

優化后的非線性關系為：

Y(X)＝θ^Tf

其中，θ^T為待優化參數的轉置，f為上述建立的核函數；

第(5)步，使用(H-L)組測試集數據對優化后的非線性關系進行檢測，評價算法所構建的非線性關系準確；

第四步，使用遺傳算法對初始殘余應力進行調整；

第(1)步，使用第三步中第(1)步的方法，隨機生成K個個體的一個種群；每個個體也含有m份應力，應力生成的方法與第三步中第(1)步相同，其中第j組的數據的應力大小分別記為：

第(2)步，通過使用第三步中建立的非線性關系Y(X)，基于上述關系計算各個種群j在上、下表面的去除量分別為r₀、r₀’時的變形量，記為Y_(j)’；

第(3)步，將各層應力值和去除量作為不同個體的染色體，進行浮點數編碼；

第(4)步，設計適應度函數S(j)，并將適應度函數作為種群不同個體的分配選擇概率；將個體概率從大到小排列；其中S(j)為：

第(5)步，采用輪盤賭法進行選擇操作，將支持向量機計算得到的變形值Y_(j)’與第一步中實驗組測量得到的變形值Y₀接近的個體遺傳給下一代；

第(6)步，設置交叉概率為a，變異概率為b，對種群個體進行交叉、變異后形成新種群；

第(7)步，重復第(4)-(6)步，直至迭代次數結束為止，記錄適應度最大的個體；

第五步，使用適應度最大個體的應力數據作為最終調整的數據。