[發(fā)明專利]物理冶金原理指導(dǎo)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的抗蠕變不銹鋼設(shè)計(jì)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310519932.6
• 申請(qǐng)日: 2023-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN116469496A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王晨充;潘成博;張玉琪;徐偉;張朕;任冰濤;劉曉琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): G16C60/00
• 分類號(hào): G16C60/00;G16C10/00;G06F30/27;G06N3/042;G06N3/0464;G06N3/048;G06N3/126;G06F18/2411
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

1.物理冶金原理指導(dǎo)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的抗蠕變不銹鋼設(shè)計(jì)方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

步驟1：建立蠕變數(shù)據(jù)集，并對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，得到標(biāo)準(zhǔn)蠕變數(shù)據(jù)集；

步驟2：按照8:2將標(biāo)準(zhǔn)蠕變數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集和測(cè)試集，并且隨機(jī)劃分50次；

步驟3：根據(jù)訓(xùn)練集建立基于物理冶金學(xué)原理指導(dǎo)的圖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，即第i次劃分下的最優(yōu)GNN-PM模型；

步驟4：判斷步驟3構(gòu)建的GNN-PM模型的相關(guān)系數(shù)是否大于0.9，若否，則刪除該模型，執(zhí)行步驟6；若是，則執(zhí)行步驟5，將該模型作為遺傳算法中的目標(biāo)函數(shù)；

步驟5：在原始數(shù)據(jù)集的范圍內(nèi)，將GNN-PM模型結(jié)合遺傳算法，設(shè)計(jì)抗蠕變不銹鋼的化學(xué)成分及加工工藝；將GNN-PM模型作為遺傳算法的目標(biāo)函數(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)抗蠕變不銹鋼的化學(xué)成分及加工工藝，獲得對(duì)應(yīng)最佳蠕變壽命的抗蠕變不銹鋼；

步驟6：令i＝i+1，判斷i是否小于等于50，若是，則隨機(jī)打亂標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集，重新劃分訓(xùn)練集和數(shù)據(jù)集；若否，輸出設(shè)計(jì)結(jié)果集M＝{e1、e2、…、em}，執(zhí)行步驟7；其中em代表劃分次數(shù)為第m次的設(shè)計(jì)結(jié)果數(shù)據(jù)組，該數(shù)據(jù)組包括化學(xué)成分、加工工藝、蠕變壽命，m∈50；

步驟7：使用通過步驟1處理得到的數(shù)據(jù)集訓(xùn)練初始SVC分類器，采用網(wǎng)格搜索方法優(yōu)化初始SVC分類器參數(shù)；SVC分類器通過設(shè)計(jì)結(jié)果集中的化學(xué)成分及加工工藝對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分類，將設(shè)計(jì)結(jié)果數(shù)據(jù)按照蠕變壽命從低到高排序；并對(duì)其賦予標(biāo)簽，得到結(jié)果集，計(jì)算結(jié)果集每一維化學(xué)成分的均值，選擇與均值最相近的結(jié)果集數(shù)據(jù)組作為最終的典型抗蠕變不銹鋼，輸出其典型抗蠕變不銹鋼的化學(xué)成分、加工工藝、蠕變壽命。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理冶金原理指導(dǎo)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的抗蠕變不銹鋼設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟1具體為：

步驟1.1：收集抗蠕變不銹鋼文獻(xiàn)資料，獲取g種抗蠕變不銹鋼的的化學(xué)成分、加工工藝及其對(duì)應(yīng)的蠕變壽命，每一種抗蠕變不銹鋼的化學(xué)成分、加工工藝、蠕變壽命為一組原始數(shù)據(jù)，g組原始數(shù)據(jù)構(gòu)成原始數(shù)據(jù)集；

原始數(shù)據(jù)集作為抗蠕變不銹鋼蠕變壽命預(yù)測(cè)的有效數(shù)據(jù)，對(duì)原始數(shù)據(jù)集中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，形成初始數(shù)據(jù)集；所述標(biāo)準(zhǔn)化處理公式為：z＝(x-μ)/σ，其中z是標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，x是原始數(shù)據(jù)，μ是原始數(shù)據(jù)中每一維變量的均值，σ是原始數(shù)據(jù)中每一維變量的標(biāo)準(zhǔn)差；

步驟1.2：根據(jù)抗蠕變不銹鋼的蠕變物理冶金特性，在所有的物理冶金參數(shù)中選取與其相關(guān)度大于S的物理冶金參數(shù)，根據(jù)Thermo-Calc軟件計(jì)算原始數(shù)據(jù)集中每一種抗蠕變不銹鋼的沉淀相體積分?jǐn)?shù)VF和析出驅(qū)動(dòng)力DF，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后將VF和DF各作為一維變量添加到初始數(shù)據(jù)集中，形成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集；其中所述Thermo-Calc軟件考慮了沉淀相粗化對(duì)蠕變特性的影響；所述相關(guān)度S通過計(jì)算Pearson相關(guān)系數(shù)確定。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物理冶金原理指導(dǎo)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的抗蠕變不銹鋼設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述化學(xué)成分為抗蠕變不銹鋼的組成元素及含量，所述加工工藝為熱處理溫度、時(shí)間及冷卻速率。