- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
Inconel-718合金薄板激光切割最佳工艺参数研究
摘要： 对Inconel-718等先进材料进行精密加工是日益增长的需求。选择合适的切削参数最优范围对于实现高质量切割至关重要，这也是该研究领域面临的挑战性任务。本研究旨在开发一个稳健的预测模型，该模型能够为获得更好的切割质量、精度和几何准确性推荐所需的切削参数范围。实验在300 W（CNC-PCT 300）脉冲Nd:YAG激光切割系统上，针对不同输入切削参数水平（即气体压力、离焦量、切割速度和激光功率）进行。随后采用响应面法，针对几何质量特性（顶部切缝宽度和底部切缝宽度）建立了上述输入切削参数的数学模型。通过将预测值与实验值进行比较，验证了这些模型的有效性。此外，利用多目标遗传算法对这些模型进行优化，以确定与高质量切割相关的切削参数最优范围，从而实现高精度和几何准确性。
关键词： 激光切割，响应面法，Inconel-718合金，遗传算法
更新于2025-09-16 10:30:52
-
采用响应面法研究7A52铝合金激光焊接工艺参数与气孔率的相关性
摘要： 本文通过实验研究了工艺参数（即激光功率、焊接速度和离焦距离）对7A52铝合金激光焊接气孔的影响。采用响应面法（RSM）的三因素三水平Box-Behnken设计（BBD）构建设计矩阵以优化工艺参数。建立了多元回归模型预测所选工艺参数与气孔率的相关性，并通过方差分析（ANOVA）验证模型充分性。结果表明激光焊缝中的宏观气孔主要源于匙孔效应，而焊接速度对气孔敏感性起主导作用。最优工艺参数组合为：激光功率3.5kW、焊接速度10.0mm/s、离焦距离+4.0mm。在此优化参数下获得了无宏观气孔的优质焊缝。RSM模型预测的气孔面积分数与验证实验实测值具有良好一致性。
关键词： 工艺参数、响应面法、孔隙率、7A52铝合金、激光焊接
更新于2025-09-16 10:30:52
-
脉冲Nd:YAG激光束焊接工艺优化的综合方法
摘要： 激光束焊接是一种用于同种及异种材料的非传统先进技术，在汽车、航空航天、核反应堆等行业正被快速广泛应用。由于该工艺复杂，要找到最优工艺参数十分困难。焊接的主要目标是获得高质量焊缝且几乎无需额外操作，但若未经过优化，实现低能耗焊接并不现实。本研究的核心工作是展示、分析并改进Inconel 625材料在强效ND:YAG激光对接焊中的焊缝几何形态。根据文献综述，响应参数具有连续性且会影响焊接几何形态。因此通过协调试验测试来确定判定因素的可行变化范围。采用实验设计（DOE）系统生成试验方案并按计划实施实验，记录响应数据后运用响应面法（RSM）建立精确预测数值模型，这些模型源自实验数据用于评估响应变量。同时采用MATLAB软件中的人工神经网络（ANNs）分析输出响应回归关系，从而在输入与输出变量间获得最佳曲线拟合。
关键词： 能源部、人工神经网络、因科镍625合金、Nd:YAG激光器、响应面法
更新于2025-09-16 10:30:52
-
采用统计与人工神经网络方法对Inconel 718合金激光辅助复合加工参数进行预测建模
摘要： 过去十年，激光辅助复合加工技术被广泛研究用于改善多种难加工材料的可加工性。响应面法（RSM）和人工神经网络（ANN）等预测建模方法被广泛应用于模型开发。然而，目前尚未见采用RSM和ANN方法预测实验变量（转速、进给量、激光功率及光束入射角）与表面粗糙度Ra（μm）之间关系的研究报道。此外，相关系数（R2）、均方根误差（RMSE）和模型预测误差（MPE）被作为评估模型有效性的性能指标。结果表明：相较于响应面模型，人工神经网络模型能在较少实验次数下更精确地估算加工性能指标。对比研究表明，ANN模型比RSM模型具有更好的响应预测能力，其对表面粗糙度Ra（μm）的预测精度较RSM模型最高提升10%。皮尔逊相关系数计算显示，激光束角度与表面粗糙度Ra之间存在强相关性，其次是转速。
关键词： 响应面法、表面粗糙度、神经网络、经验模型
更新于2025-09-16 10:30:52
-
不锈钢板曲面轮廓CO?激光切割优化
摘要： 激光切割是基于热能的非接触式先进加工工艺中最广泛应用的技术之一。近年来，为提升激光切割工艺性能已开展了大量实验研究。本研究针对2.5毫米厚304不锈钢的CO?激光切割参数展开探讨，重点分析了通过合理选择工艺参数实现最小切缝宽度切割不锈钢板材的工艺质量。研究涉及的参数包括激光输出功率、切割速度和气体压力。通过采用Box-Behnken设计的响应面法监测切缝上缘宽度与下缘宽度，进一步探究了切割参数对加工质量的影响。最终运用遗传算法优选出最佳CO?激光切割参数组合。
关键词： 切缝宽度，304不锈钢，二氧化碳激光切割，GA，响应面法
更新于2025-09-16 10:30:52
-
TiO2-石墨烯纳米复合材料在紫外LED光照下的光催化降解：响应面法优化研究
摘要： 二氧化钛在可见光下效率低下以及电子/空穴对快速复合的问题，仍是其在水处理光催化应用中的重大挑战。本研究通过石墨烯降低电子-空穴对复合来增强其光催化活性，采用水热合成与氧化石墨烯还原同步法制备了二氧化钛纳米颗粒（P25）与氧化石墨烯（GO）的复合材料。表征证实GO成功还原且P25纳米颗粒均匀分散于石墨烯表面。该纳米复合材料带隙确定为2.74 eV，显示出石墨烯-二氧化钛光催化剂向可见光区的良好偏移。通过紫外LED光照下2-羟基对苯二甲酸（HTPA）探针分子的生成量评估了TiO2/G纳米复合材料的光催化性能。采用中心复合设计（CCD）的响应面法（RSM）进一步优化光催化效率，发现搅拌时间、转速、TiO2用量、GO用量、水热反应时间和乙醇/水比例这6个变量中，后三者显著影响HTPA生成速率。最优条件为GO 0.48 wt%、乙醇/水比例51.49 v/V%、反应时间19小时，HTPA生成预测值与实验值高度吻合（R2=0.93，adj-R2=0.87）。优化后的纳米复合材料光催化效率较纯P25提升125%。
关键词： P25-石墨烯纳米复合材料、实验设计（DOE）、光催化、水处理、响应面法（RSM）
更新于2025-09-16 10:30:52
-
采用响应面法优化DP780与Al5052激光焊接接头的焊缝宽度及拉剪力
摘要： 对DP780钢与Al5052铝的激光焊接接头进行了研究，以优化焊缝宽度和拉剪力。提出了四种钢-铝焊接接头类型及断裂模型。采用响应面法和中心复合设计建立了控制参数与响应值之间的数学关系。随后通过验证和优化实验检验了模型的适用性。结果表明预测值与实际值具有良好的一致性，说明所建立的模型能在工艺参数范围内预测焊缝宽度和拉剪力。
关键词： 钢-铝异种合金，响应面法，激光穿透焊接
更新于2025-09-16 10:30:52
-
奥氏体不锈钢板CO2激光切割表面切缝质量的建模研究
摘要： 二氧化碳激光切割是一种广泛应用的切割工艺，其成品质量主要取决于输入参数——激光功率、切割速度和辅助气体压力。本研究以AISI 304不锈钢材料的热影响区作为响应指标，采用响应面法进行分析。该技术能有效建立此工艺过程的不同数学模型，最终开发出最优数学模型。
关键词： AISI 304，热影响区，二氧化碳激光切割，方差分析，响应面法
更新于2025-09-16 10:30:52
-
利用流动水进行激光诱导等离子体微加工的实验研究与优化
摘要： 本研究采用流动水激光诱导等离子体微加工技术（F-LIPMM）在不锈钢表面制备微通道?；谙煊γ娣ǎ≧SM）研究了工艺参数（水流速度、激光脉冲能量、频率和扫描速度）对微通道宽度、深度、材料去除率（MRR）及热影响区（HAZ）的影响规律。建立了加工宽度、深度、MRR和HAZ的回归模型，并通过方差分析（ANOVA）验证了模型的有效性。最终采用最优工艺参数（水流速度8 m/s、脉冲能量10.4 μJ、频率15.8 kHz、扫描速度2.7 mm/s）制备出具有目标微通道的网格结构，获得了底部平整、侧壁光滑且热影响区较小的均匀微通道。结果表明，模型预测值与实验结果具有良好的一致性。
关键词： 激光诱导等离子体微加工、响应面法、微通道、流水
更新于2025-09-16 10:30:52
-
聚丙烯在最佳激光焊接温度下焊缝界面深度与宽度的预测
摘要： 在本初步研究中，通过有限元法（FEM）与响应面法（RSM）相结合的方法，系统研究了聚丙烯的透射激光焊接（TTLW）。采用COMSOL Multiphysics软件求解三维瞬态热扩散方程来模拟热场。使用统计软件Minitab v17根据中心复合设计制定实验方案。本研究目标有二：首要目标是建立数学模型，主要基于工艺线能量预测焊缝界面深度（MD）、焊缝界面宽度（MW）及最高温度（Tmax），并通过方差分析（ANOVA）技术检验所建模型的适用性；次要目标是确定激光焊接参数（激光功率、扫描速度和光斑直径）的优化组合以防止聚丙烯热降解。针对该优化参数组合，预测了符合要求的MD和MW条件。本初步研究采用FEM方法获得的结果，可为后续实验设计奠定基础，从而帮助预测并提升聚丙烯乃至其他聚合物材料体系的焊接质量。
关键词： 聚丙烯，有限元法，响应面法，透射式激光焊接，焊缝尺寸
更新于2025-09-12 10:27:22