对于bp神经网络的铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能研究

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1、学兔兔www.xuetutu.comI造匐似基于BP神经网络的铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能研究FatiguepropertyoffrictionstirweldingjointforaluminumalloybasedOnBPneuralnetwork王振光WANGZhen．guang(山东工业职业学院，淄博256414)摘要：以焊接母材、搅拌头旋转速度、焊接速度、轴向压力、搅拌头倾角和板材厚度为输入参数，以疲劳寿命为输出参数，构建6×18X9ב1四层拓扑结构的铝合金FSW接头疲劳性能BP神经网络模型，并进行了试验验证和产线应用研究。结果表明，神经网络模型具有较

2、高的预测能力和预测精度，相对训I练误差小于5．5％、相对预测误差小于6％；生产线上铝合金板材的搅拌摩擦焊工艺参数经神经网络优化后，接头疲劳寿命较神经网络优化前增3D51．11％，接头疲劳性能显著提高。关键词：BP神经网络；铝合金；搅拌摩擦焊；疲劳性能；焊接接头中图分类号：TP183文献标识码：A文章编号：1009—0134(2014)05(上)-0089-03Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2014．05(上)．260引言经网络是一种应计算机技术而发展起来的新型智能化技术，它能高效的进行性能、成本、销售、铝合金因其耐蚀性好、成型性好、比重

3、轻等利润等方面的预测以及工艺优化等工作】。本文优点而在国民经济各个领域得到了广泛的应用，采用BP神经网络技术，依靠一系列的试验数据作铝合金的连接成为铝合金得以广泛应用的一个重为样本数据，构建了BP神经网络模型，进行了铝娄基础。搅拌摩擦焊(FrictionStirWelding，简称合金FSW接头疲劳性能的研究。FSW)是1991年由英国焊接技术研究所发明的一种新型焊接方法，它在焊接铝合金等低熔点金属1试验材料与方法方面有着无可比拟的优势n】。在国外发达国家，1．1试验材料铝合金搅拌摩擦焊已经成功应用在船舶、航空、本试验选用的焊接母材分别为A6N01S、航天、高速列

4、车、飞机等众多领域；但是国内铝A7N01S和6061三种铝合金，合金的化学成分采用合金搅拌摩擦焊技术与国外先进技术相比还存在HY-EDX1800BS型x荧光光谱仪进行测试，测试结较大差距，距离大规模工业化应用还有很多工作果如表1所示。在FSW一7XB一008型搅拌摩擦焊机上要做，其中铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能研究完成铝合金同质搅拌摩擦焊，获得一系列的铝合金就是一个重要而艰巨的技术课题。由于疲劳试W接头。其搅拌头旋转速度选为in～1200r／min、验本身需要耗费的时间很长，要完成一系列焊接焊接速度选为40mm／min~200mm／min、轴向压力选接头的疲劳性能

5、评估将耗费大量的人力、物力和为3KN-15KN、搅拌头倾角选为1。～l0。、板材厚度财力。如果单纯依靠试验来完成，将造成研发进取为2mm~12mm。铝合金同质FSW的焊接过程示度慢、研发效率低、研发成本高等严重问题。神意图，如图1所示。表1铝合金母材的化学成分(wt．％)敢稿日麓：2014-02-12基盒项目：山东省高等教育学会“十二五”高等教育科学研究课题(YBKT2011115)怍者箭介：王振光(1982一)，男，内蒙古包头人，讲师，硕士研究生，主要从事冶金技术教学与研究工作。第36卷第5期2014—05(上)【8g】学兔兔www.xuetutu.com务I造

6、匐化min、1150r／min和1200r／min；焊接速度的取值范围为40mm／min、50mm／min、60mm／min、70mrn／min、80mm／min、90mm／min、l00mm／min、l10mm／min、120mm／min、130mm／min、140mm／min、l50mm／min、160mm／min、170mm／min、180mm／min、190mm／min和200mm／min；轴向压力螽的取值范围为3KN、4KN、5KN、6KN、7KN、斟8KN、9KN、10KN、11KN、12KN、13KN、l4KN和15KN；搅拌头倾角的取值范围为1。、

7、2。、3。、4。、5。、6。、7。、8。、o和l0。；板材厚度图1铝合金同质FSW的过程示意图的取值范围为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7ram、8mm、9mm、10ram、1lmm、12mm。该1．2试验方法模型的输出层参数为疲劳寿命，以此表征铝合金参照ASTME2368—2010标准，在AS．PTA型FSW接头的疲劳性能。BP神经网络模型选用tansig疲劳试验机上进行铝合金FSW接头的疲劳性能测函数作为隐含层传递函数，选用logsig函数作为输试。测试前，将将完成的铝合金FSW焊件加工成出层传递函数。输入参数绝对值过大造成参数间所需的疲劳性能测试件

8、，疲劳试验