[發明專利]一種基于熵權法-理想點法-響應曲面法與表面完整性的加工參數域優選方法

在審

• 申請號: 202011450182.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112560255A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 丁文鋒;劉飛;徐九華;趙彪;梁勇楠;傅玉燦;蘇宏華;陳燕;楊長勇;張全利;趙正彩;殷景飛
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

本發明提出一種基于熵權法?理想點法?響應曲面法與表面完整性的加工參數域優選方法，包括以下步驟：（1）選擇相關加工參數開展表面完整性試驗；（2）運用熵權法計算表面完整性各指標權重；（3）運用理想點法將表面完整性包含的多個指標轉化為單指標；（4）利用響應曲面法構建接近度與加工參數之間的預測模型；（5）響應曲面預測模型顯著性檢驗；（6）利用指數函數模型法建立接近度與加工參數之間的預測模型；（7）指數函數預測模型顯著性檢驗；（8）確定最優預測模型；（9）表面完整性加工參數靈敏度分析；（10）表面完整性加工參數域優選。本發明優選出的加工參數域，能夠改善工件表面質量，延長工件疲勞壽命，獲得綜合最佳的工件表面完整性。

技術領域

本發明提出了一種基于熵權法-理想點法-響應曲面法與表面完整性的加工參數域優選方法，屬于高效精密加工技術領域。

背景技術

鈦合金、鎳基高溫合金、超高強度鋼等難加工材料在加工過程中，加工參數影響工件的表面粗糙度、殘余應力等表面完整性指標，表面完整性的各指標與工件疲勞性能關系密切。為改善工件表面質量，提高工件疲勞性能，延長工件服役壽命，因此要對加工過程中的表面完整性各指標進行多目標優化，優選出能夠使表面完整性達到綜合最佳的加工參數組合，旨在獲得工件的最佳表面完整性，提高工件疲勞壽命。

表面完整性主要包括表面粗糙度、殘余應力的指標，選擇加工過程中對工件的表面粗糙度、殘余應力影響較大的加工參數開展表面完整性試驗，分析表面粗糙度、殘余應力對表面完整性的影響程度，使用優化方法對表面完整性進行多目標優化，從而獲得一組加工參數組合使表面完整性達到最佳。然而，使用不同方法對表面完整性進行多目標優化，得到的最優加工參數組合不同，即表明最優加工參數組合不止一組，而是存在一個最優加工參數域。基于此,需要一種綜合方法能結合表面完整性多目標優化，進而優選出表面完整性的最優加工參數域，從而實現工件表面質量改善，工件疲勞壽命提高。

發明內容

為提高加工后工件的表面質量，改善工件的使用性能，延長工件的疲勞壽命，本發明提出一種基于熵權法-理想點法-響應曲面法與表面完整性的加工參數域優選方法，運用熵權法計算各指標對表面完整性的影響權重，將熵權法與理想點法進行結合實現表面完整性多個指標(表面粗糙度、殘余應力)向接近度單個指標轉化，運用響應曲面法、指數函數經驗模型法構建接近度與加工參數之間的預測模型，對比分析兩種預測模型，優選出擬合精度最高的預測模型，基于優選出的預測模型對加工參數進行靈敏度分析，確定出加工參數的穩定域與非穩定域，優選出最佳表面完整性的加工參數域，該發明優選出的加工參數域能夠改善工件的表面質量，實現工件的表面完整性最佳。

技術方案

一種基于熵權法-理想點法-響應曲面法與表面完整性的加工參數域優選方法，選擇相關加工參數開展表面完整性試驗，對試驗結果進行數據規范化處理，運用熵權法計算各指標對表面完整性的影響權重，結合熵權法和理想點法將表面完整性的多個指標轉化為接近度單個指標，運用響應曲面法、指數函數經驗模型法建立接近度與加工參數之間的預測模型，運用方差分析法對構建的預測模型進行顯著性檢驗，對比分析響應曲面預測模型、指數函數預測模型，優選出擬合精度最高的預測模型，基于優選出的預測模型對加工參數進行靈敏度分析，確定出加工參數的穩定域與非穩定域，優選出最佳表面完整性的加工參數域。

具體步驟：

步驟一：選擇相關加工參數開展表面完整性試驗；

步驟二：運用熵權法計算表面完整性各指標的權重；

步驟三：運用理想點法將表面完整性包含的多個指標轉化為單指標；

步驟四：利用響應曲面法構建接近度與加工參數之間的預測模型；

步驟五：響應曲面預測模型顯著性檢驗；

步驟六：利用指數函數模型法建立接近度與加工參數之間的預測模型；

步驟七：指數函數預測模型顯著性檢驗；