基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的金屬拉深件成形裂紋位置識(shí)別.pdf

1、金屬板料成形過程中,裂紋的產(chǎn)生是主要的失效形式之一。裂紋在形成和擴(kuò)展過程中,由于材料局部能量的快速釋放,會(huì)伴隨有聲發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生,且不同位置裂紋的聲發(fā)射信號(hào)參數(shù)有所不同。本文在廣泛查閱國(guó)內(nèi)外科技文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合,對(duì)拉深件裂紋位置實(shí)施在線監(jiān)測(cè),達(dá)到識(shí)別裂紋位置的目的。其主要內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 首先,本文介紹了聲發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生機(jī)理、聲發(fā)射源等相關(guān)基礎(chǔ)理論。結(jié)合板料成形過程中裂紋的形成和擴(kuò)展,分析了

2、對(duì)應(yīng)聲發(fā)射信號(hào)特點(diǎn);同時(shí)根據(jù)板料成形的工藝特點(diǎn),確定了裂紋聲發(fā)射源的定位方法。
　　 其次,介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本理論,詳細(xì)闡述了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別金屬拉深件裂紋位置的原理、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和算法。通過比較采用不同數(shù)量的隱層神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練誤差,確定本研究中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱層神經(jīng)元個(gè)數(shù)。
　　 再次,基于有限元分析方法,建立了金屬拉深件畚斗沖壓成形的有限元模型,仿真研究了畚斗成形過程中應(yīng)力應(yīng)變隨時(shí)間變化的情況、金屬拉深件畚

3、斗厚度減薄情況。根據(jù)相關(guān)準(zhǔn)則,得到畚斗在底部圓角外側(cè)位置容易產(chǎn)生裂紋。同時(shí)為了能夠在實(shí)驗(yàn)中采集到更好的聲發(fā)射信號(hào),通過在減薄嚴(yán)重區(qū)域設(shè)置彈性波激勵(lì)源,來仿真凹模凸緣對(duì)彈性波的響應(yīng),從而可以將傳感器放置在響應(yīng)最好的位置。
　　 最后,為了獲得BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù),進(jìn)行了畚斗拉深成形實(shí)驗(yàn),采集了不同位置裂紋聲發(fā)射信號(hào)參數(shù)數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)。通過設(shè)計(jì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特征提取器,提取了能夠很好表征信號(hào)的5五個(gè)特征參數(shù):幅度、振鈴

4、計(jì)數(shù)、能量、持續(xù)時(shí)間和時(shí)間消耗,且不影響對(duì)畚斗裂紋位置的識(shí)別結(jié)果。5個(gè)特征參數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入,基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別技術(shù)對(duì)畚斗成形中的裂紋位置進(jìn)行了識(shí)別。
　　 研究結(jié)果表明,通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行特征參數(shù)提取,特征參數(shù)從11個(gè)降維到5個(gè),且不影響識(shí)別結(jié)果。利用5個(gè)特征參數(shù)進(jìn)行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)畚斗成形裂紋位置識(shí)別,成功實(shí)現(xiàn)了裂紋位置識(shí)別,從而達(dá)到裂紋定位目的。研究過程和結(jié)果不僅對(duì)板料成形過程的工藝參數(shù)選取有參考作用,對(duì)