基于神经网络的镍基高温合金蠕变断裂寿命研究.pdfVIP

计算机应用技术 特种铸造及有色合金 　2005 年第 25 卷第 2 期 基于神经网络的镍基高温合金蠕变断裂寿命研究 于洋洋 　彭志方 　王春水 　闫光宗 (武汉大学) 摘 　要 　利用人工神经网络 ,使用 BP 算法对镍基高温合金蠕变断裂寿命进行研究 。建立不同成分镍基变形合金在不同温 度下 ,外应力与蠕变断裂寿命之间关系模型 ,并进行网络训练 ,对合金的蠕变断裂寿命进行模拟 。结果表明 ,模拟结果与实 测结果符合良好 ,采用人工神经网络方法可以为镍基变形合金蠕变断裂寿命的预测提供一种有效的手段 。 关键词 　神经网络 ;BP 算法 ;镍基合金 ;断裂寿命 ( ) 中图分类号 　TP183 　　文献标志码 　A 　文章编号 　1001 - 2249 2005 02 - 0096 - 03 　　镍基合金由于其优异的力学性能 ,耐蚀性能 , 电、磁 本课题利用 ANN 方法建立了镍基高温合金的成 性能引起了人们的广泛关注 ,在金属材料中占有重要的 分 、试验温度及外应力与高温蠕变寿命关系的BP 神经 [ 1] ( ) 地位 。蠕变断裂寿命 以下简称蠕变寿命 是衡量变 网络模型 ,用之对蠕变寿命进行预测 。由输入层 、隐含 形高温合金力学性能的重要标准之一 。镍基合金通常 层以及输出层组成 ,各层之间的关联见图2 。输入层的 在高温 、有外应力的状态下服役 ,受疲劳与蠕变载荷的 输入变量利用国外镍基高温合金试验数据库的大量数 [6～15 ] ( ) 交互作用 。为了提高合金的高温性能以及延长蠕变寿 据 ,包括合金元素的种类 、蠕变试验温度 T 及外 命 ,通常要在合金设计中加入大量合金元素以及少量微 应力( σ) , 元素种类包括 Ni 、Ta 、Cr 、Al 、Co 、W 、RE 、Mo 、 量元素 。所以镍基高温合金所含有的化学元素种类比 Ti 、V 、C 、S 、Si 、Fe 、B 、Zr 、Nb 、Mn 和 Hf ,共 19 种元素 ,加上 ( ) ( σ) 较多 , 由于各种元素的交互作用对寿命的影响十分复 蠕变温度 T 和应力 ,共有 2 1 个输入变量 ; 隐含层 ( ) 杂 ,通过常规的多元线性回归法难以准确反映出各种合 采用 S 型激活函数 tansig ,选择28 个神经元单元 ,输出 ( ) 金在不同温度和应力时对蠕变寿命的影响 。神经网络 层采用线性激活函数 purelin ,输出变量为 1 个即蠕变