基于WOA–LSSVM的磁粒研磨表面粗糙度預測及工藝參數(shù)優(yōu)化

編號：FTJS09594

篇名：基于WOA–LSSVM的磁粒研磨表面粗糙度預測及工藝參數(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 鯨魚優(yōu)化算法 最小二乘支持向量機 表面粗糙度

機構(gòu)： 山東理工大學機械工程學院

摘要： 目的實現(xiàn)磁粒研磨過程中表面粗糙度值的準確預測,同時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霧化快凝法制備CBN/Fe基磁性磨料,用于磁粒研磨試驗。將316L不銹鋼作為實驗材料,以磁極轉(zhuǎn)速n、加工間隙δ、進給速度v和磁性磨料粒徑d為輸入值,以表面粗糙度Ra為輸出值,設計L25(54)正交試驗。同時借助Matlab軟件引入鯨魚優(yōu)化算法(WOA)與最小二乘支持向量機(LSSVM),基于正交試驗結(jié)果構(gòu)建WOA–LSSVM的磁粒研磨表面粗糙度預測模型,并將輸出值表面粗糙度Ra作為適應度,再次調(diào)用WOA對工藝參數(shù)進行全局尋優(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)組合進行試驗,并與模型預測結(jié)果進行對比。結(jié)果根據(jù)正交試驗構(gòu)建的WOA–LSSVM表面粗糙度預測模型的均方根誤差(RMSE)為0.003373,平均絕對百分比誤差(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,此時獲得的最佳表面粗糙度為0.063512μm。對尋優(yōu)所得的工藝參數(shù)組合微調(diào)后進行試驗,得到的表面粗糙度Ra為0.062μm,與模型預測值的相對誤差約為2.44%。結(jié)論基于WOA–LSSVM的表面粗糙度預測模型擬合性能優(yōu)良,可實現(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。