編號(hào)：FTJS09594
篇名：基于WOA–LSSVM的磁粒研磨表面粗糙度預(yù)測(cè)及工藝參數(shù)優(yōu)化
作者：宋壯 趙玉剛 劉廣新 曹辰 劉謙 張夏駿雨 代迪 鄭志龍
關(guān)鍵詞： 磁粒研磨 正交試驗(yàn) 鯨魚優(yōu)化算法 最小二乘支持向量機(jī) 表面粗糙度
機(jī)構(gòu)： 山東理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
摘要： 目的實(shí)現(xiàn)磁粒研磨過程中表面粗糙度值的準(zhǔn)確預(yù)測(cè),同時(shí)獲得提高材料表面質(zhì)量的最優(yōu)工藝參數(shù)組合。方法通過自由降落氣固兩相流雙級(jí)霧化快凝法制備CBN/Fe基磁性磨料,用于磁粒研磨試驗(yàn)。將316L不銹鋼作為實(shí)驗(yàn)材料,以磁極轉(zhuǎn)速n、加工間隙δ、進(jìn)給速度v和磁性磨料粒徑d為輸入值,以表面粗糙度Ra為輸出值,設(shè)計(jì)L25(54)正交試驗(yàn)。同時(shí)借助Matlab軟件引入鯨魚優(yōu)化算法(WOA)與最小二乘支持向量機(jī)(LSSVM),基于正交試驗(yàn)結(jié)果構(gòu)建WOA–LSSVM的磁粒研磨表面粗糙度預(yù)測(cè)模型,并將輸出值表面粗糙度Ra作為適應(yīng)度,再次調(diào)用WOA對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行全局尋優(yōu),獲得最優(yōu)工藝參數(shù)組合。使用優(yōu)化得到的工藝參數(shù)組合進(jìn)行試驗(yàn),并與模型預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果根據(jù)正交試驗(yàn)構(gòu)建的WOA–LSSVM表面粗糙度預(yù)測(cè)模型的均方根誤差(RMSE)為0.003373,平均絕對(duì)百分比誤差(MAPE)為2.814%。通過WOA尋優(yōu)得到了最佳工藝參數(shù)組合,n、δ、v、d分別為1526.6907 r/min、1.527414 mm、1.0767327 mm/min、114.26052μm,此時(shí)獲得的最佳表面粗糙度為0.063512μm。對(duì)尋優(yōu)所得的工藝參數(shù)組合微調(diào)后進(jìn)行試驗(yàn),得到的表面粗糙度Ra為0.062μm,與模型預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差約為2.44%。結(jié)論基于WOA–LSSVM的表面粗糙度預(yù)測(cè)模型擬合性能優(yōu)良,可實(shí)現(xiàn)磁粒研磨的可控加工。使用磁粒研磨技術(shù)結(jié)合WOA的尋優(yōu)結(jié)果可獲得更優(yōu)的表面質(zhì)量。
