Rapid optimization of laser quenching process based on bp neural network

Optimización rápida del proceso de templado láser basada en una red neuronal bp

Se ha estudiado la optimización rápida de los parámetros del proceso de temple láser. En primer lugar, el experimento se lleva a cabo mediante el método ortogonal, que logra el propósito de encontrar la ley de influencia de los parámetros del proceso con un pequeño número de muestras. A continuación, se utiliza el modelado de redes neuronales, se ajustan funcionalmente los parámetros del proceso y los resultados experimentales, y se revisa continuamente el modelo reduciendo el error de retroalimentación, obteniéndose finalmente el modelo de predicción con el menor error. Por último, se utiliza el algoritmo genético para buscar rápidamente la optimización y, basándose en el modelo de predicción, se utilizan la selección de la población, el cruce, la mutación y la iteración para obtener la aptitud óptima y el valor variable correspondiente.

INTRODUCCIÓN

El acero 45 es un acero de carbono medio de uso común, que tiene las ventajas de alta resistencia, alta tenacidad, buena plasticidad y bajo precio, y se utiliza ampliamente en la industria metalúrgica. Con el rápido desarrollo de la producción de la industria metalúrgica, también aumentan los requisitos de resistencia superficial y resistencia al desgaste de las piezas principales de los equipos de producción. Por lo tanto, la investigación sobre la modificación de la superficie del acero 45 tiene importantes perspectivas de aplicación práctica. El temple superficial por láser puede mejorar la dureza[1,2], la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión de la superficie metálica y, al mismo tiempo, garantizar la tenacidad en el interior del metal y mejorar en cierta medida la vida útil de las piezas metálicas[3]. En este estudio, se utilizó el temple láser del acero 45 para mejorar su dureza superficial. Al mismo tiempo, se estudian los parámetros del proceso de temple láser, y los parámetros óptimos del proceso se encuentran rápidamente a través de experimentos ortogonales, redes neuronales y algoritmos genéticos, que reducen un gran número de experimentos repetidos y ahorran mucho tiempo y costes para el proceso de temple láser.

MATERIALES Y EQUIPOS EXPERIMENTALES

El equipo experimental es el láser JHM-1GY-400, la longitud de onda del láser es de 1,06 μm, la potencia media nominal del láser es de 400 W, la frecuencia del pulso láser es de 1~200 Hz (ajustable), la anchura del pulso láser es de 0,1~20 ms (ajustable), la longitud focal del espejo de enfoque es de 160 mm, y el diámetro del punto es de 0,6 1 mm. Las especificaciones del acero 45 son 100 mm × 100 mm × 8 mm.

EXPERIMENTOS

De acuerdo con la experiencia práctica, se seleccionan 4 factores y 5 niveles como vector de entrada de la red neuronal, y los niveles específicos de los factores se muestran en la Tabla 1.