基于神经网络和遗传算法的H型钢粗轧工艺参数优化研究
【摘要】:H型钢是一种截面积分配更加优化、强重比更加合理的经济高效型材,具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点,已经被广泛应用于国民经济建设中。近年来,我国对H型钢的需求日益增加,对其质量要求日益提高,为能够进一步提高产品质量及生产效率,降低生产能耗,获得更大的经济效益,对轧制过程的工艺参数进行优化研究十分必要。
本文以优化H型钢粗轧过程工艺参数作为研究课题,采用神经网络算法及遗传算法对其进行了数学建模及优化计算,并将优化后的轧制能耗、型钢质量及生产效率与优化前进行了分析对比。
首先分析了用传统预测方法预测轧制能耗、产品质量存在的不足,确定采用神经网络算法建立预测模型的方案。采用此方法将型钢粗轧过程中的主要工艺参数开轧温度、轧制速度、道次间隙及压下量作为输入参数,以轧制功率和奥氏体晶粒直径作为输出参数建立两个神经网络模型。以有限元软件ABAQUS仿真计算得出的数据作为神经网络的训练样本,按照混合正交试验设计工艺参数以达到减少训练样本数量、提高模型准确性的目的。采用MATLAB编制相应的计算机程序,进行多次训练,得到性能优良的神经网络模型。建模后,通过有限元软件的仿真值与神经网络的预测值对比,验证了采用神经网络算法建立数学模型的准确性。
以此模型为基础,采用现代优化算法中的遗传算法进行轧制工艺参数的优化计算,将轧制能耗、型钢质量及生产效率三个优化目标转换为单目标优化问题,在解空间中寻找非劣解。分析研究了变异率、交叉率及种群数目对优化结果的影响。从优化前后的结果对比可以看出优化后的粗轧工艺参数更趋合理,既降低了生产能耗,节约了能源,又提高了H型钢的质量。
最后以Visual C++软件作为开发平台,开发了建模过程及优化计算过程交互式界面,实现轧制工艺参数的自动寻优并在界面中显示最优结果。
H型钢粗轧工艺参数的优化研究,对改进现有H型钢粗轧工艺规程具有重要的理论意义和现实指导意义。
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1 |
王建勋;H型钢生产线简介[J];电焊机;2002年04期 |
2 |
高燕;臧勇;;辊式矫直中H型钢断面畸变的仿真分析[J];北京科技大学学报;2006年12期 |
3 |
陈树林;;H型钢组焊矫正工艺[J];黑龙江科技信息;2010年19期 |
4 |
朱超甫,李元,蒋育翔;H型钢优化锯切方法研究[J];钢铁;2001年09期 |
5 |
崔丽红;臧勇;章博;吴迪平;秦勤;王会刚;;多辊矫直过程中H型钢断面的应力演变规律[J];北京科技大学学报;2008年08期 |
6 |
吴卫东;;H型钢开坯辊材使用及维护[J];装备制造技术;2009年09期 |
7 |
闻玉胜,潘国平,许加宁,喻能利;根据连铸异型坯化学成分预报H型钢力学性能的探讨[J];冶金标准化与质量;2002年01期 |
8 |
李志祥;裘大军;;H型钢焊接裂纹的成因及预防措施[J];江苏船舶;2009年04期 |
9 |
刘怀文;;TCS在大H型钢生产应用中的常见工艺错误[J];中国高新技术企业;2008年05期 |
10 |
张安;高频焊接轻型H型钢问世[J];钢铁;2000年09期 |
11 |
赵如楼;大型H型钢的制作[J];化工施工技术;1996年01期 |
12 |
吴永宏;樊永光;;PCS7在包钢轨梁厂大H型钢热轧线的应用[J];包钢科技;2014年02期 |
13 |
王哲,曹鸿德;用万能法轧制H型钢的前滑系数的实验研究[J];鞍钢技术;1994年01期 |
14 |
徐旭东,刘相华,吴迪,张栋;关于H型钢后滑的研究[J];东北大学学报;2004年10期 |
15 |
王玉波;;H型钢自动组立机工作原理[J];油气田地面工程;2006年03期 |
16 |
秦军军;;浅谈H型钢生产技术及应用[J];山西冶金;2009年05期 |
17 |
赵里;于晓光;廖桂兵;胡亚伦;;H型钢控制冷却过程的应力场模拟[J];辽宁科技大学学报;2011年05期 |
18 |
崔振山,刘才,于丙强,左大为;H型钢热轧轧制力的数值模拟[J];钢铁研究学报;2001年03期 |
19 |
王萍;高耐热强度低合金耐火H型钢的研究[J];特殊钢;2003年02期 |
20 |
张婕;宋玉卿;袁鹏举;付常伟;;钻井平台结构用E级H型钢的研究及生产实践[J];炼钢;2009年01期 |
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