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工程科学与技术,国际期刊21(2018)261完整文章粒子群算法优化Udimet-L 605高温合金电火花线切割加工性能的研究Somvir Singh Naina,Sunday,Dijeev Garga,Sanjeev Kumarba印度库鲁克舍特拉136119国家技术学院机械工程系bPEC机械工程系。印度昌迪加尔理工大学阿提奇莱因福奥文章历史记录:2016年9月16日收到2017年11月6日修订2018年3月5日接受在线提供2018年保留字:切割速度线磨损率尺寸偏差Udimet-L605粒子群优化线切割A B S T R A C T本研究的目的是提高Udimet-L 605高温合金电火花线切割加工的生产率、精度和降低成本在电火花线切割加工的实验中,将脉冲开、关时间、峰值电流、丝张力、火花间隙电压和送丝速度作为输入变量实验工作是在田口L27正交表的基础上进行的线性回归模型用于描述输入和输出变量之间的相互作用在此基础上,将粒子群算法应用于所开发的模型,以获得全局最优解的切割速度,尺寸偏差和线磨损率的理想结果。实验结果表明,脉冲时间对切割速度、尺寸偏差和金属丝磨损率有重要影响。利用扫描电镜和能谱分析仪对电火花线切割加工过程中的腐蚀和成分变化进行了©2018 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY-NC-ND许可证(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。1. 介绍Udimet-L 605 是 一 种 固 溶 强 化 的 钴 铬 钨 镍 在 极 高 的 温 度(1093 °C)条件下,它具有示范性的高温强度和斯特林抗氧化性,并具有良好的焊接和成型特性。根据 Hebsur 等人的研究[3] ,Udimet-L 605具有优异的抗空气和氧化环境的能力。它已被审查,一个简单的钴基高温合金(L605)泄漏最好的抗冲击性能的面积重量的基础上。它比迄今为止测试的最好的钛合金(IMI 550)好10倍Udimet L-605在速度大于1100 ft/s时具有良好的抗冲击性能,最终,Udimet-L 605可能成为超音速飞机风扇密封应用中钛合金的最佳替代品它具有优良的抗硫化性和耐磨性,金属磨损,海洋环境和酸。Udimet-L 605合金特别用于需要更好的*通讯作者。电子邮件地址:somvir_6120056@nitkkr.ac.in(S.S.Nain)。由Karabuk大学负责进行同行审查抗氧化性和在高温下的合理强度,如在燃烧器衬套中的飞机和陆基燃气涡轮机的热部分中所使用的。该合金也适用于工业炉应用,如高温窑炉中的马弗/内衬,高温球轴承,轴承座圈,心脏瓣膜和弹簧等。它的熔点更高,应力断裂曲线更平坦,比镍基或铁基合金在更高的绝对温度下具有更高的应力能力。Udimet-L 605合金的抗热疲劳性能优于镍基合金。由于Cr含量较高,它在受污染的燃气轮机环境中也具有更好的抗热腐蚀性。它在室温下表现出非常差的热导率为9.4 W/m-K。此外,在常规加工过程中,Udimet-L 605的加工遇到了许多问题,这些问题与工件和刀具之间的物理相互作用有关,如后刀面磨损、凹坑磨损、崩刃、灾难性故障和增加的生产成本等。值得注意的是,电火花线切割加工工艺由于其优异的特性如表面质量、精度、低生产成本、高生产率和同时平稳的运行过程而被制造业和航空工业广泛追求。电火花线切割加工是一种独特的加工工艺,其加工的微小尺寸为0.05 mm[1]直径线用于分离婴儿材料https://doi.org/10.1016/j.jestch.2018.03.0052215-0986/©2018 Karabuk University.出版社:Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页:www.elsevier.com/locate/jestch262S.S. 奈因和 其他/工程 科学和 技术,国际期刊 21(2018)261××××* ⁄× ××从母体的物质中分离出来允许坚固的电流流过导线和工作材料,这导致在导线和工作材料之间提供的间隙中分别产生坚固的电场,该间隙为0.025 mm由于它们之间的高电位差,发生电流放电,连续产生大量不同的火花,因此,等离子体区成形。等离子体区中的材料熔化并蒸发。在同一时刻,用持续供应的电介质流体冲洗掉蜕皮的材料。因此,材料的侵蚀发生。硬质材料电火花线切割加工工艺参数的设计与优化组合是以最小的成本获得最大的生产率、加工精度的一项理论性的复杂实践。在过去,研究人员已经完善了丰富的运动,以提高电火花线切割加工过程的性能特点。Tosun和Cogun[4]确定了输入变量对AISI 4140钢的线切割中的丝磨损的影响。Manna和Bhatacharya[5]推荐使用高斯消去法和田口法分析解释变量对Al/SiC-MMC线切割加工中SR、MRR、SG和间隙电流的影响。Rao和Pawar[6]预期RSM建模可以检查过程变量和响应变量之间的相关性。采用粒子群优化方法,获得了高切削速度和最低表面粗糙度的工艺变量的最佳组合。Rao等人[7]采用了非传统的优化技术,如PSO,ABC和HS,以获得超声波加工的全局最佳解。Antar等人[8]在WEDM中使用两种不同类型的涂层丝加工镍钛高温合金,并比较其性能。Mukherjee等人[9]应用了六种先进的、流行的方法,如GA、PSO、羊群算法、ACO、ABC和基于神经网络的优化,用于线切割工艺的多目标优化,得到最优响应的最佳变量组合。Yusup等人[10]研究了使用GA、SA、PSO、ACO和ABC方法对加工过程进行优化。Kumar和Batra[11]研究了放电加工过程中钨粉与电介质混合的效果。哥斯瓦米和库马尔[12] 从事Nimonic-80并运用灰色关联分析法求出响应变量的最优值Sivaprakasam等人[13] 确定了电压(A)、进给速度(C)、电压电容交互作用(AB)和纯二次曲线对电火花线切割加工性能的影响,并利用期望值法和遗传算法得到了工艺变量的最优组合。Bobbili等人[14]研究了Al 7017和RHA钢在线切割中的行为,并提出了用于线切割过程建模的白金汉π定理。利用扫描电镜分析了工艺参数对加工试样表面形貌的影响。Unune和Mali[15]分析了工艺变量对低频振动辅助微细电火花线切割机中的MRR和切口宽度的影响。Nayak和Mahapatra[16]建议使用ANN模型来研究线切割机输入和输出变量之间的相互作用,并通过采用棒算法获得最小角度误差的最佳解决方案。Nain等人[17]建议应用SVM算法对线切割工艺建模,并使用灰色关联方法优化工艺。因此,几乎没有任何工作的Udimet-L 605线切割加工性评价的报告。由于Udimet-L 605的优异性能超过IMI 550合金(最好的钛合金)及其在航空航天工业中的普遍应用,因此研究Udimet-L 605的可加工性是决定性的。最后,人们努力研究这些变化,在WEDM过程中Udimet-L 605加工样品的表面特性[17]。现在在当前的研究中,目标是提高生产率,同时提高加工样品的精度和成本。最高的生产率、最低的成本和准确性是每个行业的重要要求因此,获得输入变量的最优组合是获得提高电火花线切割加工性能的全局最优解的关键。针对Udimet-L 605电火花线切割机的优良性能,采用粒子群优化算法等先进的多元优化方法,对Udimet-L 605电火花线切割机的可加工性进行了评价,提高了电火花线切割机的加工性能。此外,SEM和EDX用于确认线磨损,并确定由于线磨损而在加工样品表面上发生的成分变化。2. 材料和方法2.1. 材料在目前的研究中,Udimet-L 605是首选的工作材料,由于其示范性的性能和广泛的应用在航空工业。Udimet-L 605是决定性的材料,必须公开材料在高热能环境中的行为将规格为400 mm、150mm、6 mm的矩形板安装在电火花线切割机的工作台上,对规格为12 mm、12 mm、6 mm的矩形板共切割81片。Udimet-L 605的化学组成和机械性能由表1和表2表示。2.2. 实验设置电火花线切割加工是最好的加工方法,它揭示了Udimet-L 605的性能在高热能的环境下具有切割速度快、精度高、成本低的特点。实验在Electronica机床有限公司生产的Electronica sprint-cut 734电火花线切割机床上进行,印度,由印度哈里亚纳邦NIT Kurukshetra的先进制造实验室提供,如图1所示。在目前的研究中,平面,直径为0.25 mm的黄铜丝被用作切割工具。在25℃和15 kg/cm 2的恒定温度和压力下分别使用介电流体。实验装置和工作的电火花线切割显示图。1和2.在前期研究和中试的基础上,确定了输入变量和限值的选择,每个变量考虑五个水平。以Udimet-L 605为被加工材料,研究了电火花线切割加工过程中,脉冲开启时间(Ton)、脉冲关闭时间(Toff)、峰值电流(IP)、丝张力(WT)、火花间隙电压和送丝速度等参数每个变量由三个水平组成,如表3.田口方法是追求打算的实验工作。每个个体变量具有两个自由度,每个交互作用具有四个自由度。综合而言,6个输入变量、3个交互作用和误差项的总自由度为26(62 + 34 + 2)。最后,L27正交表是首选来描绘实验布局。根据表4中规定的预先设计的实验设计,共随机进行了27个实验,并重复每个实验S.S. Nain等人/工程科学与技术,国际期刊21(2018)261263. XYen有效R表1Udimet-L 605的总结性元素组合物钴铬钨镍铁锰铜重量值(%)53.219.014.48.443.201.200.46表2Udimet-L 605的机械和物理特性在实验之前。线切割的WWR通过使用以下公式计算:WWRWWB-WWA1公司简介实验前后的WWB和WWA用丝重表示。尺寸偏差是指加工后得到的加工样品的要求尺寸与实际尺寸之差。样品材料的尺寸偏差是在最小计数为0.001的数字千分尺的帮助下检查的,如图所示。 四、3. 结果和讨论最后,将所得结果与田口法进行的线切割加工工艺单项优化结合起来。此外,回归模型的开发,以建立过程变量和响应变量之间的相互作用。在此基础上,对实验数据进行了粒子群优化,得到了最优的工艺参数组合,使切削速度最高,切削深和切削余量最小。3.1. 每个响应变量的单一响应优化Fig. 1.电火花线切割工具的图示。本节利用Minitab软件中的Taguchi方法对每个响应变量进行了单独优化,并获得了每个响应变量理想结果的最佳最优解。田口的技术是用于单一的响应最优化的切削速度。切割速度越大,型质越好的特点。因此,计算CS的S/N比,以研究过程变量对平均结果和方差的影响。切割速度的S/N比在表4中用符号表示,并计算为:S=Nratio¼-10log101N 121/1IJð2Þ其中N是已知的重复次数,Y是相关响应变量的观测值。i¼ 1; 2.. . Nandj ¼ 1; 2; 3;.. . K切割速度(CS)的总体平均值为:m= 3.0289 mm/min。(3)已”[18]这是罗斯的名言。C ICE¼sF1; fffiffiffiffiffiffi1ffiffiffiffiffiffiþffiffiffiffi1ffiffiffiΣffiffiffiffi:ffiVffiffiffieffiffið3Þ图二. 火花形成的图片视图。三次分别作为实验误差。在此基础上,进行了81次电火花线切割加工试验,这里fe(误差自由度)= 2F0.05(1,2)= 18.513({列表}{值}{在} 95%{置信度}{level})Ve(误差方差)= 0.0026Udimet-L 605作为工作材料。neff¼1N平均值估计中涉及的自由度总数每次实验的线切割机切割速度记录在线切割机监视器屏幕上的显示器上,如图所示。3.第三章。钢丝磨损率定义为试验前钢丝原始重量与试验后钢丝最终重量之差与钢丝原始重量之N = 81,因此,neff = 81/(1 + 12)= 6.231R= 3把所有的值都放在Eq中。⑶CICE =0.1542N性能值单元熔化范围1330–1410(0℃)密度9.27(克/厘米3)比热容(21°C时)385(J/kg°C)抗拉强度,屈服310(MPa)极限抗拉强度862(MPa)硬度277(Mpa)伸长率30(%)热导率9.4(W/m0C)系数膨胀(2012.3(mm/m°C)264S.S. 奈因和 其他/工程 科学和 技术,国际期刊 21(2018)261表3六个变量,每个变量包含三个水平。参数指定水平单位我IIIII脉冲开启时间(Ton)一106114122机器单元脉冲关闭时间(Toff)B283848机器单元峰值电流(IP)C130160190安培火花隙电压(WT)D365880V导丝张力(SV)E7911机器单元送丝(WF)F6810M/min表4采用L27正交表设计田口实验。运行1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12平均CS(mm/分钟)平均WWR平均DD(lm)CS的信噪比信噪比WWRDD的信噪比1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1211112222222.3371 0.0822 147.210 07.374 21.63939-43.3593 1 1 1 3 3 3 3 3 3 3 1.2015 0.0795 147.742 01.594 21.95994-43.3904 1 2 2 1 1 1 2 2 3 3 1.8981 0.0315 144.133 05.566 30.03379-43.1755 1 2 2 2 2 2 3 3 1 1.1468 0.0612 147.542 01.189 24.26497-43.3782019 - 06 - 21 10:00:00 00:00 00:00 00:00电话:+86-021 - 8888888传真:+86-021 - 888888888 1 3 3 2 2 1 1 3 3 1.1951 0.0740 148.834 01.548 22.61537-43.4549 1 3 3 3 3 3 2 2 1 1 1.4167 0.0791 151.005 03.026 22.03647-43.58010 2 1 2 3 1 2 3 1 2 2. 8457 0.0910 152. 734 09. 084 20. 55594-43. 67911 2 1 2 3 2 3 1 2 3 4. 2980 0. 0914 149. 735 12. 665 20. 50056-43. 50712 2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 4.2148 0.0995 153.882 12.495 20.04354-43.74413 2 3 1 1 2 3 2 3 1 3 1 4.7199 0.1145 149.200 13.479 18.82389-43.47514 2 3 1 2 3 1 3 1 2 1 2 3.6635 0.1153 150.584 11.278 18.76341-43.55615 2 3 1 3 1 2 1 2 3 2 3 2.7672 0.1158 151.335 08.841 18.72583-43.59916 2 3 1 2 1 2 3 1 2 2 3 2.4065 0.0730 153.635 07.628 22.49877-43.73017 2 3 1 2 3 1 1 2 3 1 1.2786 0.1049 155.050 02.135 20.06977-43.80918 2 3 1 2 3 1 2 3 1 1 2 3.7523 0.1175 152.165 11.486 18.59924-43.64619 3 1 3 2 1 3 2 1 3 4. 6482 0. 1275 152. 100 13. 346 17. 8898-43. 64320 3 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1 3.3780 0.1098 157.998 10.573 18.78604-43.97321 3 1 3 2 3 2 1 3 2 1 3 2 4.6498 0.1281 153.082 13.349 17.4579-43.69922 3 2 1 3 1 3 2 2 1 3 3 2 3.7477 0.0997 155.002 11.475 20.35458-43.80723 3 2 1 3 2 1 3 2 1 3 4. 3424 0. 1099 151. 929 12. 755 19. 18005-43. 63324 3 2 1 3 3 2 1 1 3 2 1 4.6824 0.1216 154.667 13.409 18.37305-43.78825 3 2 1 1 3 2 3 2 1 2 1 4.6826 0.1211 158.917 13.410 18.24437-44.02326 3 3 2 1 2 1 3 1 3 2 3 2 4.3279 0.1230 158.792 12.726 18.28705-44.01727 3 2 1 3 2 1 2 1 3 1 3 2.3167 0.0870 160.003 07,297 21.51441-44.083图三. 线切割监控显示切割。mSR的95%置信区间为5.2579mCS 5.5663。CS的最佳值计算为lCS1/4LA1LB3LC2LD3LE3LF2L -5L¼5: 4121 mm=最小值± 4 mm图 5维持了切割速度随着Ton时间、线张力和线进给速率的升高而增加的结论,尽管随着SV值和Toff持续时间的升高而显著减小。永恒火花产生的频率见图4。 数字千分尺速度和导丝路径的图示。随着吨持续时间的增加而增加。最终,发生熔融材料的快速熔化和蒸发,这导致CS增加。当送丝速度提高到中等水平时,热量向附近区域扩散的可能性最小,是在电极丝和工作材料之间发展起来的。因此,在火花隙中产生了高热能,S.S. Nain等人/工程科学与技术,国际期刊21(2018)261265. XIJ×××Fa1;fe:EURR:Ve图五. 切割速度平均值(mm/min)的主效应图。刺激CS增加。进一步提高送丝速度会导致丝振动增大,火花在附近区域弥散,导致切削速度降低。因此,有必要以最佳速度( 8mm/min)连续供应焊丝以增加CS。超过该极限,焊丝进给速率的增加导致CS降低的金属丝张力值的升高引导火花碰撞同样,田口分析的实验数据集的最低WWR已计算。钢丝磨损率是“越小越好”型质量特征。计算WWR的S/N比,以研究非受控变量对平均结果和方差的影响。WWR的信噪比如表4所示,计算公式为:在工件材料的精确位置,这导致了提高切割速度。除此之外,线张力的增加导致线中的振动减少因此,我们认为,S=Nratio ¼-10log101NN12015年2月5日提高了电火花线切割的切割速度和切割精度由于焊丝和工件之间的平均火花间隙扩大,导致CS值连续火花产生的数量减少随着Toff持续时间的增加。因此,热能产生减少。因此,减少WWR的总体平均值为:m= 0.09570对于置信区间的计算,等式(3)已使用[18]。这是一个很好的例子。ffiffiffiffiffiffi1ffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi1ffiffiffiΣffiffiffiffiffiffiffiffiffiffin有效在CS中发生。这种交互作用对于研究过程变量的影响 图表6和表5概括了每种交互在统计上在95%的保证水平上是必然的。表5表明,在95%的切削速度保证水平下,研究中的所有输入变量和相互作用都相当可观。因此,所有变量和相互作用对CS的平均值都有意义。输入变量对CS 的百分比年龄显著性已报告为脉冲 开启时间(60.1864%),SV(24.075%),Toff持续时间(9.8972%),送丝(1.8722%)、丝张力(1.7738%)、相互作用AB(0.7238%)、相互作 用 AC ( 0.6201% ) 、 峰 值 电 流 ( 0.6126% ) 、 相 互 作 用 BC(0.2275%)。已经阐明,与变量WF、WT、IP和所有相互作用相比,变量Ton、SV和Toff是CS的重要变量。CICE = 0.0074063mWWR的95%置信区间为0.03252mWWR0.04734WWR的最佳值计算如下:lWWR1/4lA3lB1lC1lD3lE1lF2l -5lm沪ICP备16003663号-1图7表明,焊丝磨损率随Ton、IP和焊丝张力值的升高而增加,但随SV、Toff和焊丝进给速率值的升高而随着Ton值和IP值的增加,产生连续火花的频率增加。因此,在线材和工作材料之间产生大量的热能,这导致线材和工作材料两者的更多侵蚀见图6。 平均CS的相互作用图。公司简介266S.S. 奈因和 其他/工程 科学和 技术,国际期刊 21(2018)261. Xy表5平均CS的ANNOVA结果。来源DF序列SS SS SS调整MSF P贡献%A 2 27.4092 27.4092 13.7046 5257.99 0.000 60.1864B 2 4.5072 4.5072 2.2536 864.640.2790 0.2790 0.1395 53.53 0.018 0.61262019 - 06 - 25 00:00:00E 2 10.9640 10.9640 5.4820 2103.27 24.07522019 - 06 - 21 00:00:00A×B 4 0.6593 0.6593 0.1648 63.24 0.016 0.7238A×C 4 0.5650 0.5650 0.1412 54.19 0.018 0.6201B×C 4 0.2073 0.2073 0.0518 19.89 0.048 0.2275残差2 0.0052 0.0052 0.0026 0.0114226 46.2566见图7。 WWR平均值的主效应图随着丝张力值的增加,等离子体区集中在窄的区域,这是由于振动和切割宽度减小。因此,火花撞击在准确的位置,结果,更多的熔化和蒸发的材料发生。因此,发生更多的电线腐蚀。新丝速度的持续上升导致丝材的腐蚀更少。随着WF值的增加,WWR减小.与随着脉冲关断时间的增加,放电能量的频率和强度降低,从而降低了WWR。因此,WWR随着脉冲关闭时间的增加而降低。火花间隙随SV值的增大而增大,导致火花面积增大,以减少金属丝和工件材料的腐蚀( 5.6820% ) 、 峰 值 电 流 ( 4.6643% ) 、 Toff 持 续 时 间(2.5724%)、丝张力(2.5442%)、相互作用A × C(1.7527%)和相互作用B × C(1.9364%)。 已经注意到,与变量Toff、WT以及相互作用A <$C和B <$C相比,变量Ton、相互作用A <$B、WF、SV、WF和IP是WWR的重要变量。以同样的方式,田口分析的实验数据集的最低DD已计算。尺寸偏差是“越小越好”型质量特性。计算DD的S/N比,以研究非受控变量对平均结果和方差的影响。DD的信噪比使用以下公式计算(5)作为:表6和图8表明,在WWR的95%保证水平的百分比显著性S=Nratio¼-10log101N2IJ1/1WWR上的输入变量已被报告为脉冲开启时间(68.7350%)、交互作用A× B(6.2050%)、SV(5.8233%)、送丝DD的总体平均值为:m= 151.0975 m对于置信区间的计算,等式(3)已使用[18]。表6钢丝磨损率平均值的ANOVA表源DFSeq. SSAdj. SSAdj.MSFP贡献百分比一20.0097270.0097270.004863761.700.00168.735B20.0003650.0003650.00018228.570.0342.5724C20.0006590.0006590.00033051.610.0194.6643D20.0003600.0003600.00018028.180.0342.5442E20.0008230.0008230.00041264.460.0155.8233F20.0008050.0008050.00040263.020.0165.6820A*B40.0017560.0017560.00043968.760.0146.2050A*C40.0004970.0004970.00012419.460.0491.7527B*C40.0005470.0005470.00013721.410.0451.9364残留腐蚀20.0000130.0000130.0000060.0848总260.0155510.015551NS.S. Nain等人/工程科学与技术,国际期刊21(2018)261267¼ð Þ×eneffR××见图8。 平均WWR的相互作用图。CICE¼sFa1;f:f1:Ve见图9。 尺寸偏差平均值的主效应图。因此,大量的材料从工件材料的表面冲出。最终,DD随着SV值的增加而增加。DD随着以下值的激增而下降:CICE = 0.34474mDD的95%置信区间为142.6813 mmDD143.3707m mDD的最佳值计算如下:lDD1/2lA3lB1lC1lD3lE1lF2l -5l143:026lm7图9表明,尺寸偏差随SV、Ton、IP值的升高而增大,随WF、WT值的升高而在金属丝和工件材料之间产生大量的热能,使Ton时间值和IP值急剧上升,从而在工件材料表面形成大的凹坑因此,由于不间断地供应介电流体,大量的材料被去除。因此,尺寸偏差随着Ton时间和IP值的增加而增加。尺寸偏差随着Toff时间值的增加而减小,直到中间水平。除此之外,从Toff时间的中间水平开始,DD随着值的增加而增加。由于长的Toff持续时间,大量的材料被连续供应的扩散流体冲洗出来。导线和加工材料之间的空间随着SV值的升高而扩大,由于该SV值的升高,大量的介电流体在导线和加工材料之间流动在那里-WF和WT。由于加工材料和线材的蒸发和熔化,在线材和加工材料之间产生变形力。这种变形力作用在电极丝上,使电极丝偏转。最后,应增加金属丝张力以减少金属丝电极中的振动,因为金属丝中振动的增加导致火花侵入工件材料上不需要的位置,这导致DD增加。因此,尺寸偏差随着线张力值的升高而减小。表7和图10表明,在DD的95%保证水平下,已知研究中的所有输入变量和相互作用相当大。输入变量对DD的百分比显著性报告为脉冲开启时间(67.3568%)、Toff持续时间(18.6592%)、SV(4.4637%)、送丝(3.4906%)、丝张力(2.7609%)、峰值电流(1.2318%)、相互作用AB(1.2008%)、相互作用BC(0.4515%)和相互作用AC(0.3784%)。已经注意到,Ton、Toff、SV和WF是DD的重要变量,可以使用IP、WF和所有交互。表8给出了电火花线切割加工的切削速度、相对误差和相对误差的最优预测值和验证性实验值。在最佳参数设置下进行了三次验证性实验。每个响应的平均值存在于置信区间内。268S.S. 奈因和 其他/工程 科学和 技术,国际期刊 21(2018)261表7尺寸偏差平均值的ANNOVA结果源DFSeq. SSAdj. SSAdj.MSFP贡献百分比一2274.513274.513137.25710854.690.00067.3568B276.04576.04538.0233006.960.00018.6592C25.0195.0192.510198.470.0051.2318D211.25211.2525.626444.900.0022.7609E218.19218.1929.096719.350.0014.4637F214.22714.2277.113562.560.0023.4906A*B49.7879.7872.447193.490.0051.2008A*C43.0833.0830.77160.950.0160.3784B*C43.6803.6800.92072.760.0140.4515残留腐蚀20.0250.0250.0130.00638总26415.824见图10。 尺寸偏差平均值的相互作用图。表8单一优化的确认实验。方法响应最佳条件预测最佳值实际最佳值田口单响应优化CSA3B2C1D3E1F25.412 mm/min5.259 mm/minWWRA1B3C1D1E3F30.03990.0443DDA1B2C3D2E1F2143.026公升143.368公升3.2. 线切割加工过程利用XLSTAT软件建立了Udimet-605电火花线切割加工的线性回归模型,并分别建立了各个响应变量的方程,反映了输入变量和输出变量之间的相互作用。 为每个响应变量开发的方程描述为:CS¼ -10: 72859转换器 0: 15083Ton- 0: 04358Toff- 0:00021IP沪ICP备09000000号-1DD¼92: 20463磅 0: 48809吨重 0: 14878吨重 0: 01760IP-0: 37983WT 0: 04511SV- 0: 44394WF9WWR¼-0:21955磅 0: 0028吨-0: 00041吨-0: 00020IP电话0: 00221WT- 0: 00031SV- 0: 002793.3. 响应变量在这一部分中,粒子群优化算法(PSO)被应用于基于以Udimet-L505线切割机为例,通过对实验结果的分析,得到了切割速度、相对工作半径和相对直径三者之间的全局最优解。3.3.1. 粒子群优化算法在粒子群算法之前,研究人员一直在努力模拟鸟类的群集行为Reynolds[19]通过操纵揭示了鸟类的群集行为赫普利和格雷南德[20]研究了促进鸟类聚集的基本规则计算机模拟已经完成,以确定最佳的距离之间的鸟类和他们的邻居在天空中飞行Wilson[21]激发了鱼群在未知距离上寻找食物的理论,并揭示了鱼群中的每个成员都可以从鱼群中每个个体成员的发现中这一理论提出了学校教育中每个个体之间的社会信息共享。该理论是粒子群优化算法发展的基础。Kennedy和Eberhart[22]开发了粒子群优化算法,该算法受到鸟类在天空中随机群集和分散的社会互动和自身智能的启发,以搜索食物到达未知的目的地。S.S. Nain等人/工程科学与技术,国际期刊21(2018)26126921= 2U4W* /-在粒子群算法中,每个潜在解被表示为一个粒子,该粒子在多个方向上飞行以获得其全局最优位置。粒子根据自身的智能、经验和社会交往在最佳近邻粒子中更新位置,达到全局最佳位置。每个粒子都保持其先前最佳位置的跟踪记录,这被称为pbest解决方案。全局最优粒子在搜索空间中所追求的全局最优每个粒子的位置通过粒子的速度及其持续向pbest和gbest位置的移动Xi(t)是粒子在时间(t)在搜索空间中的位置Vi(t)是粒子在时间步长(t)的速度粒子的位置和速度根据方程进行修正1306IP6190磅18磅76WT611 19366SV680 2066 WF610 21目前,在Matlab软件中采用粒子群算法来解决上述优化问题。粒子群算法的成功实现和收敛性取决于操作变量C1、C2和W的最优选择为了保证算法的收敛性,Eq.(22)必须满足[25]描述如下:MaxndashndashXjk1jjk2月1日22时 0:50U1U2-1 26现在在当前研究中,使用W、C1和C2的以下值。惯性权重系数(W)= 0.4 ~ 1,加速度系数分别为C1 = 1.35、C2 =2.45。关于随机数的极端可能性,取R1 = 0.90,R2 = 0.90和W = 0.75,等式中的右手式(26)计算为0.5(0.90 1.35 + 0.90 2.45)1 = 0.71,小于0.75,因此满足式(26)。(26),因此算法是收敛的。虽然,该算法收敛于最大的迭代次数(1 0 0),考虑最优解的极端可能性。表9表示了用于获得平均目标函数和WWR和DD约束值的全局最佳解的过程参数的最佳值。分别在不同的DD和WWR的限制条件下,考察了局部最优解的个数。表9表示所有解都满足约束限制,但在DD 150和WWR 0.1100的约束限制下获得的解<<被认为是全局最佳解,因为该解接近主目标函数和子目标,如表9和图所示。 十五岁270S.S. 奈因和 其他/工程 科学和 技术,国际期刊 21(2018)261表9在不同的WWR和DD约束条件下,通过粒子群算法获得全局最优解Sr. 号DD(per)(mm)WWR(per)吨(毫秒)Toff(msec)IP(A)WT(gm)SV(V)WF(m/min)CS(mm/min)DD(mm)WWR11460.1100107.62882813011.000366.0003.5984145.97320.092721470.1100109.73182813011.000366.0003.9156146.99960.098631480.1100114.93752813011.000369.8734.4021147.82110.102441490.1100115.08892813011.000367.69384.5930148.86240.108951500.1100118.1826281309.70583610.0004.7610149.84020.1083见图11。在DD和WWR允许限值下,CS的全球最佳值分别为146m m和0.110
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