Diolch am ymweld â Nature.com. Rydych chi'n defnyddio fersiwn porwr gyda chefnogaeth CSS gyfyngedig. I gael y profiad gorau, rydym yn argymell eich bod yn defnyddio porwr wedi'i ddiweddaru (neu analluogi Modd Cydnawsedd yn Internet Explorer). Yn ogystal, er mwyn sicrhau cefnogaeth barhaus, rydym yn dangos y wefan heb arddulliau a JavaScript.
Sliders yn dangos tair erthygl fesul sleid. Defnyddiwch y botymau cefn a nesaf i symud trwy'r sleidiau, neu'r botymau rheolydd sleidiau ar y diwedd i symud trwy bob sleid.
Mae effaith microstrwythur ar ffurfadwyedd dalennau dur di-staen yn bryder mawr i beirianwyr gwaith metel dalennau. Ar gyfer duroedd austenitig, mae presenoldeb anffurfiannau martensite (\({\alpha}^{^{\prime))\)-martensite) yn y microstrwythur yn arwain at galedu sylweddol a gostyngiad mewn ffurfadwyedd. Yn yr astudiaeth hon, ein nod oedd gwerthuso ffurfadwyedd duroedd AISI 316 â gwahanol gryfderau martensitig trwy ddulliau arbrofol a deallusrwydd artiffisial. Yn y cam cyntaf, cafodd dur AISI 316 gyda thrwch cychwynnol o 2 mm ei anelio a'i rolio'n oer i wahanol drwch. Yn dilyn hynny, mesurwyd yr ardal martensite straen cymharol trwy brofion metallograffig. Penderfynwyd ar ffurfadwyedd y dalennau wedi'u rholio gan ddefnyddio prawf byrstio hemisffer i gael diagram cyfyngiad straen (FLD). Defnyddir y data a gafwyd o ganlyniad i'r arbrofion ymhellach i hyfforddi a phrofi'r system ymyrraeth niwro-niwlog artiffisial (ANFIS). Ar ôl hyfforddiant ANFIS, cymharwyd y prif straenau a ragfynegwyd gan y rhwydwaith niwral â set newydd o ganlyniadau arbrofol. Mae'r canlyniadau'n dangos bod rholio oer yn cael effaith negyddol ar ffurfadwyedd y math hwn o ddur di-staen, ond mae cryfder y daflen yn gwella'n fawr. Yn ogystal, mae ANFIS yn dangos canlyniadau boddhaol o gymharu â mesuriadau arbrofol.
Mae'r gallu i ffurfio dalen fetel, er ei fod yn destun erthyglau gwyddonol ers degawdau, yn parhau i fod yn faes ymchwil diddorol mewn meteleg. Mae offer technegol a modelau cyfrifiannu newydd yn ei gwneud hi'n haws dod o hyd i ffactorau posibl sy'n effeithio ar ffurfadwyedd. Yn bwysicaf oll, mae pwysigrwydd microstrwythur ar gyfer terfyn siâp wedi'i ddatgelu yn ystod y blynyddoedd diwethaf gan ddefnyddio'r Dull Elfen Meidraidd Crystal Plasticity (CPFEM). Ar y llaw arall, mae argaeledd microsgopeg electron sganio (SEM) a diffreithiant backscatter electron (EBSD) yn helpu ymchwilwyr i arsylwi gweithgaredd microstrwythurol strwythurau grisial yn ystod anffurfiad. Mae deall dylanwad gwahanol gyfnodau mewn metelau, maint a chyfeiriadedd grawn, a diffygion microsgopig ar y lefel grawn yn hanfodol i ragfynegi ffurfadwyedd.
Mae pennu ffurfadwyedd ynddo'i hun yn broses gymhleth, oherwydd dangoswyd bod ffurfadwyedd yn dibynnu'n fawr ar lwybrau 1, 2, 3. Felly, mae'r syniadau confensiynol o straen ffurfio yn y pen draw yn annibynadwy o dan amodau llwytho anghymesur. Ar y llaw arall, mae'r rhan fwyaf o lwybrau llwyth mewn cymwysiadau diwydiannol yn cael eu dosbarthu fel llwytho nad ydynt yn gymesur. Yn hyn o beth, dylid defnyddio dulliau Marciniak-Kuchinsky (MK) 4,5,6 hemisfferig ac arbrofol traddodiadol yn ofalus. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae cysyniad arall, y Diagram Terfyn Torasgwrn (FFLD), wedi denu sylw llawer o beirianwyr ffurfadwyedd. Yn y cysyniad hwn, defnyddir model difrod i ragfynegi ffurfadwyedd dalennau. Yn hyn o beth, cynhwysir annibyniaeth llwybrau i ddechrau yn y dadansoddiad ac mae'r canlyniadau'n cytuno'n dda â'r canlyniadau arbrofol heb eu graddio7,8,9. Mae ffurfadwyedd dalen fetel yn dibynnu ar sawl paramedr a hanes prosesu'r ddalen, yn ogystal ag ar ficrostrwythur a chyfnod y metel10,11,12,13,14,15.
Mae dibyniaeth maint yn broblem wrth ystyried nodweddion microsgopig metelau. Dangoswyd, mewn mannau anffurfio bach, bod dibyniaeth eiddo dirgrynol a byclau yn dibynnu'n gryf ar raddfa hyd y deunydd16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27, 28,29,30. Mae effaith maint grawn ar ffurfadwyedd wedi'i gydnabod ers amser maith yn y diwydiant. Astudiodd Yamaguchi a Mellor [31] effaith maint a thrwch grawn ar briodweddau tynnol dalennau metel gan ddefnyddio dadansoddiad damcaniaethol. Gan ddefnyddio model Marciniac, maent yn adrodd bod gostyngiad yn y gymhareb trwch i faint grawn o dan lwytho tynnol biaxial yn arwain at ostyngiad yn eiddo tynnol y ddalen. Canlyniadau arbrofol gan Wilson et al. Cadarnhaodd 32 fod lleihau'r trwch i'r diamedr grawn cyfartalog (t/d) wedi arwain at ostyngiad yn estynadwyedd biaxial dalennau metel o dri thrwch gwahanol. Daethant i'r casgliad bod ar werthoedd t/d o lai nag 20, anhymogenedd anffurfiad amlwg a gwddf yn cael eu heffeithio'n bennaf gan grawn unigol yn nhrwch y daflen. Astudiodd Ulvan a Koursaris33 effaith maint grawn ar y peirianadwyedd cyffredinol o 304 a 316 o ddur di-staen austenitig. Maent yn adrodd nad yw maint y grawn yn effeithio ar ffurfadwyedd y metelau hyn, ond gellir gweld newidiadau bach mewn priodweddau tynnol. Y cynnydd mewn maint grawn sy'n arwain at ostyngiad yn nodweddion cryfder y duroedd hyn. Mae dylanwad y dwysedd dadleoli ar straen llif metelau nicel yn dangos bod y dwysedd dadleoli yn pennu straen llif y metel, waeth beth fo'r maint grawn34. Mae rhyngweithiad grawn a chyfeiriadedd cychwynnol hefyd yn cael dylanwad mawr ar esblygiad gwead alwminiwm, a archwiliwyd gan Becker a Panchanadiswaran gan ddefnyddio arbrofion a modelu plastigrwydd grisial35. Mae canlyniadau rhifiadol yn eu dadansoddiad yn cytuno'n dda ag arbrofion, er bod rhai canlyniadau efelychiad yn gwyro oddi wrth arbrofion oherwydd cyfyngiadau amodau terfyn cymhwysol. Trwy astudio patrymau plastigrwydd grisial a chanfod yn arbrofol, mae dalennau alwminiwm rholio yn dangos ffurfadwyedd gwahanol36. Dangosodd y canlyniadau, er bod cromliniau straen-straen y gwahanol ddalennau bron yr un fath, roedd gwahaniaethau sylweddol yn eu ffurfadwyedd yn seiliedig ar y gwerthoedd cychwynnol. Defnyddiodd Amelirad ac Assempour arbrofion a CPFEM i gael y cromliniau straen-straen ar gyfer dalennau dur gwrthstaen austenitig37. Dangosodd eu hefelychiadau fod y cynnydd ym maint y grawn yn symud i fyny yn yr FLD, gan ffurfio cromlin gyfyngol. Yn ogystal, ymchwiliodd yr un awduron i effaith cyfeiriadedd grawn a morffoleg ar ffurfio gwagleoedd 38 .
Yn ogystal â morffoleg grawn a chyfeiriadedd mewn duroedd di-staen austenitig, mae cyflwr gefeilliaid a chyfnodau eilaidd hefyd yn bwysig. Gefeillio yw'r prif fecanwaith ar gyfer caledu a chynyddu elongation mewn dur TWIP 39. Dywedodd Hwang40 fod ffurfioldeb y dur TWIP yn wael er gwaethaf digon o ymateb tynnol. Fodd bynnag, nid yw effaith gefeillio anffurfiad ar ffurfadwyedd dalennau dur austenitig wedi'i hastudio'n ddigonol. Roedd Mishra et al. Astudiodd 41 ddur di-staen austenitig i arsylwi gefeillio o dan amrywiol lwybrau straen tynnol. Canfuwyd bod gefeilliaid yn gallu tarddu o ffynonellau dadfeiliad gefeilliaid anelio a'r genhedlaeth newydd o efeilliaid. Sylwyd bod yr efeilliaid mwyaf yn ffurfio o dan densiwn biaxial. Yn ogystal, nodwyd bod trawsnewid austenite yn \({\alpha}^{^{\prime}}\)-martensite yn dibynnu ar y llwybr straen. Roedd Hong et al. Ymchwiliodd 42 i effaith gefeillio a achosir gan straen a martensite ar embrittlement hydrogen dros ystod o dymereddau mewn toddi laser dethol o ddur austenitig 316L. Sylwyd, yn dibynnu ar y tymheredd, y gallai hydrogen achosi methiant neu wella ffurfadwyedd dur 316L. Roedd Shen et al. 43 mesur yn arbrofol gyfaint anffurfiannau martensite o dan lwytho tynnol ar gyfraddau llwytho amrywiol. Canfuwyd bod cynnydd mewn straen tynnol yn cynyddu ffracsiwn cyfaint y ffracsiwn martensite.
Defnyddir dulliau AI mewn gwyddoniaeth a thechnoleg oherwydd eu hyblygrwydd wrth fodelu problemau cymhleth heb droi at sylfeini ffisegol a mathemategol y broblem44,45,46,47,48,49,50,51,52 Mae nifer y dulliau AI yn cynyddu . Mae Moradi et al. Defnyddiodd 44 dechnegau dysgu peirianyddol i wneud y gorau o amodau cemegol i gynhyrchu gronynnau nanosilica manylach. Mae priodweddau cemegol eraill hefyd yn dylanwadu ar briodweddau deunyddiau nanoraddfa, a archwiliwyd mewn llawer o erthyglau ymchwil53. Roedd Ce et al. Defnyddiodd 45 ANFIS i ragfynegi ffurfadwyedd dalen fetel dur carbon plaen o dan amodau treigl amrywiol. Oherwydd rholio oer, mae'r dwysedd dadleoli mewn dur ysgafn wedi cynyddu'n sylweddol. Mae duroedd carbon plaen yn wahanol i ddur di-staen austenitig yn eu mecanweithiau caledu ac adferol. Mewn dur carbon syml, nid yw trawsnewidiadau cam yn digwydd yn y microstrwythur metel. Yn ogystal â'r cyfnod metel, mae nifer o nodweddion microstrwythurol eraill sy'n digwydd yn ystod gwahanol fathau o driniaeth wres, gweithio oer, a heneiddio54,55,56,57,58,59 hefyd yn effeithio ar hydwythedd, toriad, machinability, ac ati o fetelau. ,60. , 61, 62. Yn ddiweddar, Chen et al. Astudiodd 63 effaith rholio oer ar ffurfadwyedd dur 304L. Fe wnaethant gymryd arsylwadau ffenomenolegol i ystyriaeth mewn profion arbrofol yn unig er mwyn hyfforddi'r rhwydwaith niwral i ragfynegi ffurfadwyedd. Mewn gwirionedd, yn achos duroedd di-staen austenitig, mae sawl ffactor yn cyfuno i leihau priodweddau tynnol y ddalen. Defnyddiodd Lu et al.64 ANFIS i arsylwi effaith paramedrau amrywiol ar y broses ehangu twll.
Fel y trafodwyd yn fyr yn yr adolygiad uchod, nid yw effaith microstrwythur ar y diagram terfyn siâp wedi cael llawer o sylw yn y llenyddiaeth. Ar y llaw arall, rhaid ystyried llawer o nodweddion microstrwythurol. Felly, mae bron yn amhosibl cynnwys yr holl ffactorau microstrwythurol mewn dulliau dadansoddol. Yn yr ystyr hwn, gall defnyddio deallusrwydd artiffisial fod yn fuddiol. Yn hyn o beth, mae'r astudiaeth hon yn ymchwilio i effaith un agwedd ar ffactorau microstrwythurol, sef presenoldeb martensite a achosir gan straen, ar ffurfadwyedd dalennau dur di-staen. Mae'r astudiaeth hon yn wahanol i astudiaethau AI eraill o ran ffurfadwyedd gan fod y ffocws ar nodweddion microstrwythurol yn hytrach na chromliniau FLD arbrofol yn unig. Fe wnaethom geisio gwerthuso ffurfadwyedd 316 o ddur gyda chynnwys martensite amrywiol gan ddefnyddio dulliau arbrofol a deallusrwydd artiffisial. Yn y cam cyntaf, cafodd 316 o ddur gyda thrwch cychwynnol o 2 mm ei anelio a'i rolio'n oer i wahanol drwch. Yna, gan ddefnyddio rheolaeth metallograffig, mesurwyd arwynebedd cymharol martensite. Penderfynwyd ar ffurfadwyedd y dalennau wedi'u rholio gan ddefnyddio prawf byrstio hemisffer i gael diagram cyfyngiad straen (FLD). Yn ddiweddarach, defnyddiwyd y data a dderbyniwyd ganddo i hyfforddi a phrofi'r system ymyrraeth niwro-niwlog artiffisial (ANFIS). Ar ôl hyfforddiant ANFIS, mae rhagfynegiadau'r rhwydwaith niwral yn cael eu cymharu â set newydd o ganlyniadau arbrofol.
Mae gan y daflen fetel dur di-staen 316 austenitig a ddefnyddir yn yr astudiaeth bresennol gyfansoddiad cemegol fel y dangosir yn Nhabl 1 a thrwch cychwynnol o 1.5 mm. Anelio ar 1050 ° C am 1 awr ac yna diffodd dŵr i leddfu straen gweddilliol yn y ddalen a chael microstrwythur unffurf.
Gellir datgelu microstrwythur dur austenitig gan ddefnyddio sawl ysgythriad. Un o'r ysgythriadau gorau yw 60% o asid nitrig mewn dŵr distyll, wedi'i ysgythru ar 1 VDC ar gyfer 120 s38. Fodd bynnag, dim ond ffiniau grawn y mae'r ysgythriad hwn yn ei ddangos ac ni all nodi ffiniau grawn dwbl, fel y dangosir yn Ffig. 1a. Ysgythriad arall yw asetad glyserol, lle gellir delweddu ffiniau deuol yn dda, ond nid yw ffiniau grawn yn wir, fel y dangosir yn Ffig. 1b. Yn ogystal, ar ôl trawsnewid y cyfnod austenitig metasefydlog i'r cyfnod \({ \ alpha }^{^{ \prime}} \)-martensite gellir ei ganfod gan ddefnyddio'r ysgythr asetad glyserol, sydd o ddiddordeb yn yr astudiaeth gyfredol.
Microstrwythur plât metel 316 ar ôl anelio, a ddangosir gan ysgythriadau amrywiol, (a) 200x, 60% \({\mathrm{HNO}_{3}\) mewn dŵr distyll ar 1.5 V am 120 s, a (b) 200x , asetad glyseryl.
Torrwyd y dalennau annealed yn ddalennau 11 cm o led ac 1 m o hyd i'w rholio. Mae gan y planhigyn rholio oer ddau rolyn cymesur gyda diamedr o 140 mm. Mae'r broses rolio oer yn achosi trawsnewid austenite i anffurfio martensite mewn 316 o ddur di-staen. Chwilio am gymhareb y cyfnod martensite i'r cyfnod austenite ar ôl rholio oer trwy wahanol drwch. Ar ffig. Mae 2 yn dangos sampl o ficrostrwythur metel dalen. Ar ffig. Mae 2a yn dangos delwedd metallograffig o sampl wedi'i rholio, fel y'i gwelir o gyfeiriad perpendicwlar i'r ddalen. Ar ffig. 2b gan ddefnyddio meddalwedd ImageJ65, mae'r rhan martensitig wedi'i hamlygu mewn du. Gan ddefnyddio offer y meddalwedd ffynhonnell agored hwn, gellir mesur arwynebedd y ffracsiwn martensite. Mae Tabl 2 yn dangos ffracsiynau manwl y cyfnodau martensitig ac austenitig ar ôl treiglo i wahanol ostyngiadau mewn trwch.
Microstrwythur taflen 316 L ar ôl rholio i ostyngiad o 50% mewn trwch, edrych yn berpendicwlar i awyren y daflen, wedi'i chwyddo 200 gwaith, asetad glyserol.
Cafwyd y gwerthoedd a gyflwynir yn Nhabl 2 trwy gyfartaleddu'r ffracsiynau martensite a fesurwyd dros dri ffotograff a dynnwyd mewn gwahanol leoliadau ar yr un sbesimen metallograffig. Yn ogystal, yn ffig. Mae 3 yn dangos cromliniau ffitio cwadratig i ddeall yn well effaith rholio oer ar martensite. Gellir gweld bod cydberthynas llinol bron rhwng cyfran y martensite a gostyngiad mewn trwch yn y cyflwr rholio oer. Fodd bynnag, gall perthynas cwadratig gynrychioli'r berthynas hon yn well.
Amrywiad yn y gyfran o martensite fel swyddogaeth o leihau trwch yn ystod rholio oer o ddalen ddur anelio 316 i ddechrau.
Gwerthuswyd y terfyn siapio yn ôl y weithdrefn arferol gan ddefnyddio profion byrstio hemisffer37,38,45,66. At ei gilydd, lluniwyd chwe sampl trwy dorri laser gyda'r dimensiynau a ddangosir yn Ffig. 4a fel set o samplau arbrofol. Ar gyfer pob cyflwr o'r ffracsiwn martensite, paratowyd a phrofwyd tair set o sbesimenau prawf. Ar ffig. Mae 4b yn dangos samplau wedi'u torri, eu caboli a'u marcio.
Mae mowldio Nakazima yn cyfyngu ar faint sampl a bwrdd torri. (a) Dimensiynau, (b) Sbesimenau wedi'u torri a'u marcio.
Cynhaliwyd y prawf ar gyfer dyrnu hemisfferig gan ddefnyddio gwasg hydrolig gyda chyflymder teithio o 2 mm/s. Mae arwynebau cyswllt y dyrnu a'r ddalen wedi'u iro'n dda i leihau effaith ffrithiant ar derfynau ffurfio. Parhewch i brofi nes y gwelir culhau neu doriad sylweddol yn y sbesimen. Ar ffig. Mae 5 yn dangos y sampl wedi'i ddinistrio yn y ddyfais a'r sampl ar ôl ei brofi.
Penderfynwyd ar y terfyn siapio gan ddefnyddio prawf byrstio hemisfferig, (a) rig prawf, (b) plât sampl ar yr egwyl yn y rig prawf, (c) yr un sampl ar ôl profi.
Mae'r system niwro-niwlog a ddatblygwyd gan Jang67 yn arf addas ar gyfer rhagfynegi cromlin terfyn ffurfio dail. Mae'r math hwn o rwydwaith niwral artiffisial yn cynnwys dylanwad paramedrau gyda disgrifiadau annelwig. Mae hyn yn golygu y gallant gael unrhyw werth gwirioneddol yn eu meysydd. Mae gwerthoedd o'r math hwn yn cael eu dosbarthu ymhellach yn ôl eu gwerth. Mae gan bob categori ei reolau ei hun. Er enghraifft, gall gwerth tymheredd fod yn unrhyw rif real, ac yn dibynnu ar ei werth, gellir dosbarthu tymheredd fel oer, canolig, cynnes a poeth. Yn hyn o beth, er enghraifft, y rheol ar gyfer tymheredd isel yw'r rheol "gwisgwch siaced", a'r rheol ar gyfer tymheredd cynnes yw "digon o grys-T". Mewn rhesymeg niwlog ei hun, mae'r allbwn yn cael ei werthuso ar gyfer cywirdeb a dibynadwyedd. Mae'r cyfuniad o systemau rhwydwaith niwral gyda rhesymeg niwlog yn sicrhau y bydd ANFIS yn darparu canlyniadau dibynadwy.
Mae Ffigur 6 a ddarparwyd gan Jang67 yn dangos rhwydwaith niwral niwlog syml. Fel y dangosir, mae'r rhwydwaith yn cymryd dau fewnbwn, yn ein hastudiaeth y mewnbwn yw cyfran y martensite yn y microstrwythur a gwerth mân straen. Ar lefel gyntaf y dadansoddiad, mae gwerthoedd mewnbwn yn aneglur gan ddefnyddio rheolau niwlog a swyddogaethau aelodaeth (FC):
Ar gyfer \(i=1, 2\), gan y tybir bod gan y mewnbwn ddau gategori o ddisgrifiad. Gall y MF gymryd unrhyw siâp trionglog, trapesoidaidd, Gaussiaidd neu unrhyw siâp arall.
Yn seiliedig ar y categorïau \({A}_{i}\) a \({B}_{i}\) a'u gwerthoedd MF ar lefel 2, mabwysiadir rhai rheolau, fel y dangosir yn Ffigur 7. Yn hwn haen, mae effeithiau'r mewnbynnau amrywiol yn cael eu cyfuno rywsut. Yma, defnyddir y rheolau canlynol i gyfuno dylanwad y ffracsiwn martensite a gwerthoedd straen bach:
Gelwir allbwn \({w}_{i}\) yr haen hon yn arddwysedd tanio. Mae'r dwyseddau tanio hyn yn cael eu normaleiddio yn haen 3 yn ôl y berthynas ganlynol:
Yn haen 4, mae rheolau Takagi a Sugeno67,68 wedi'u cynnwys yn y cyfrifiad i ystyried dylanwad gwerthoedd cychwynnol y paramedrau mewnbwn. Mae gan yr haen hon y perthnasoedd canlynol:
Mae'r \({f}_{i}\) canlyniadol yn cael ei effeithio gan y gwerthoedd normaleiddio yn yr haenau, sy'n rhoi'r canlyniad terfynol, sef y prif werthoedd ystof:
lle mae \(NR\) yn cynrychioli nifer y rheolau. Rôl y rhwydwaith niwral yma yw defnyddio ei algorithm optimeiddio mewnol i gywiro paramedrau rhwydwaith anhysbys. Y paramedrau anhysbys yw'r paramedrau canlyniadol \(\left\{{p}_{i}, {q}_{i}, {r}_{i}\right\}\), a'r paramedrau sy'n gysylltiedig â'r MF yn cael eu hystyried yn swyddogaeth siâp clychau gwynt cyffredinol:
Mae'r diagramau terfyn siâp yn dibynnu ar lawer o baramedrau, o'r cyfansoddiad cemegol i hanes dadffurfiad y metel dalen. Mae rhai paramedrau yn hawdd i'w gwerthuso, gan gynnwys paramedrau prawf tynnol, tra bod eraill yn gofyn am weithdrefnau mwy cymhleth megis metelograffeg neu bennu straen gweddilliol. Yn y rhan fwyaf o achosion, fe'ch cynghorir i gynnal prawf cyfyngiad straen ar gyfer pob swp o ddalen. Fodd bynnag, weithiau gellir defnyddio canlyniadau profion eraill i frasamcanu'r terfyn siapio. Er enghraifft, mae sawl astudiaeth wedi defnyddio canlyniadau profion tynnol i bennu ffurfadwyedd dalennau69,70,71,72. Roedd astudiaethau eraill yn cynnwys mwy o baramedrau yn eu dadansoddiad, megis trwch grawn a maint31,73,74,75,76,77. Fodd bynnag, nid yw'n fanteisiol yn gyfrifiadurol cynnwys yr holl baramedrau a ganiateir. Felly, gall defnyddio modelau ANFIS fod yn ddull rhesymol o fynd i’r afael â’r materion hyn45,63.
Yn y papur hwn, ymchwiliwyd i ddylanwad y cynnwys martensite ar y diagram terfyn siapio o daflen ddur austenitig 316. Yn hyn o beth, paratowyd set ddata gan ddefnyddio profion arbrofol. Mae gan y system ddatblygedig ddau newidyn mewnbwn: cyfran y martensite a fesurir mewn profion metallograffig a'r ystod o straenau peirianneg bach. Y canlyniad yw dadffurfiad peirianyddol mawr o'r gromlin terfyn ffurfio. Mae tri math o ffracsiynau martensitig: ffracsiynau mân, canolig ac uchel. Mae isel yn golygu bod cyfran y martensite yn llai na 10%. O dan amodau cymedrol, mae cyfran y martensite yn amrywio o 10% i 20%. Ystyrir bod gwerthoedd uchel martensite yn ffracsiynau o fwy nag 20%. Yn ogystal, mae gan straen eilaidd dri chategori gwahanol rhwng -5% a 5% ger yr echelin fertigol, a ddefnyddir i bennu FLD0. Ystodau cadarnhaol a negyddol yw'r ddau gategori arall.
Dangosir canlyniadau'r prawf hemisfferig yn FIG. Mae'r ffigur yn dangos 6 diagram siapio o derfynau, 5 ohonynt yn FLD o ddalennau rholio unigol. O ystyried pwynt diogelwch a'i gromlin terfyn uchaf yn ffurfio cromlin terfyn (FLC). Mae'r ffigur olaf yn cymharu'r holl FLCs. Fel y gwelir o'r ffigur diwethaf, mae cynnydd yn y gyfran o martensite mewn 316 o ddur austenitig yn lleihau ffurfadwyedd y metel dalen. Ar y llaw arall, mae cynyddu cyfran y martensite yn raddol yn troi'r FLC yn gromlin gymesur o amgylch yr echelin fertigol. Yn y ddau graff olaf, mae ochr dde'r gromlin ychydig yn uwch na'r chwith, sy'n golygu bod y ffurfadwyedd mewn tensiwn biaxial yn uwch nag mewn tensiwn uniaxial. Yn ogystal, mae straen peirianneg bach a mawr cyn gwddf yn lleihau gyda chyfran gynyddol o martensite.
316 ffurfio cromlin derfyn. Dylanwad cyfran y martensite ar ffurfadwyedd dalennau dur austenitig. (pwynt diogelwch SF, cromlin terfyn ffurfio FLC, martensite M).
Hyfforddwyd y rhwydwaith niwral ar 60 set o ganlyniadau arbrofol gyda ffracsiynau martensite o 7.8, 18.3 a 28.7%. Cadwyd set ddata o 15.4% martensite ar gyfer y broses ddilysu a 25.6% ar gyfer y broses brofi. Mae'r gwall ar ôl 150 o gyfnodau tua 1.5%. Ar ffig. 9 yn dangos y gydberthynas rhwng yr allbwn gwirioneddol (\({\epsilon }_{1}\), llwyth gwaith peirianneg sylfaenol) a ddarperir ar gyfer hyfforddi a phrofi. Fel y gwelwch, mae'r NFS hyfforddedig yn rhagweld \({\epsilon} _{1}\) yn foddhaol ar gyfer rhannau llenfetel.
(a) Cydberthynas rhwng gwerthoedd rhagweledig a gwirioneddol ar ôl y broses hyfforddi, (b) Gwall rhwng gwerthoedd rhagfynegedig a gwirioneddol ar gyfer y prif lwythi peirianneg ar y FLC yn ystod hyfforddiant a dilysu.
Ar ryw adeg yn ystod yr hyfforddiant, mae'n anochel y caiff rhwydwaith ANFIS ei ailgylchu. I benderfynu hyn, cynhelir gwiriad cyfochrog, a elwir yn “wiriad”. Os yw gwerth y gwall dilysu yn gwyro o'r gwerth hyfforddi, mae'r rhwydwaith yn dechrau ailhyfforddi. Fel y dangosir yn Ffigur 9b, cyn y cyfnod 150, mae'r gwahaniaeth rhwng y cromliniau dysgu a dilysu yn fach, ac maent yn dilyn tua'r un gromlin yn fras. Ar y pwynt hwn, mae gwall y broses ddilysu yn dechrau gwyro oddi wrth y gromlin ddysgu, sy'n arwydd o orffitio ANFIS. Felly, mae rhwydwaith ANFIS ar gyfer rownd 150 yn cael ei gadw gyda gwall o 1.5%. Yna cyflwynir y rhagfynegiad FLC ar gyfer ANFIS. Ar ffig. Mae 10 yn dangos y cromliniau rhagweledig a gwirioneddol ar gyfer y samplau dethol a ddefnyddir yn y broses hyfforddi a dilysu. Gan y defnyddiwyd y data o'r cromliniau hyn i hyfforddi'r rhwydwaith, nid yw'n syndod arsylwi rhagfynegiadau agos iawn.
Cromliniau rhagfynegol gwirioneddol arbrofol FLC ac ANFIS o dan amodau cynnwys martensite amrywiol. Defnyddir y cromliniau hyn yn y broses hyfforddi.
Nid yw model ANFIS yn gwybod beth ddigwyddodd i'r sampl diwethaf. Felly, gwnaethom brofi ein ANFIS hyfforddedig ar gyfer FLC trwy gyflwyno samplau gyda ffracsiwn martensite o 25.6%. Ar ffig. Mae 11 yn dangos rhagfynegiad FLC ANFIS yn ogystal â'r FLC arbrofol. Y gwall uchaf rhwng y gwerth a ragfynegir a'r gwerth arbrofol yw 6.2%, sy'n uwch na'r gwerth a ragwelir yn ystod hyfforddiant a dilysu. Fodd bynnag, mae'r gwall hwn yn gamgymeriad goddefadwy o'i gymharu ag astudiaethau eraill sy'n rhagfynegi FLC yn ddamcaniaethol37.
Mewn diwydiant, disgrifir y paramedrau sy'n effeithio ar ffurfadwyedd ar ffurf tafod. Er enghraifft, “mae grawn bras yn lleihau ffurfadwyedd” neu “mae mwy o weithio oer yn lleihau FLC”. Mae mewnbwn i rwydwaith ANFIS yn y cam cyntaf yn cael ei ddosbarthu i gategorïau ieithyddol megis isel, canolig ac uchel. Mae yna reolau gwahanol ar gyfer gwahanol gategorïau ar y rhwydwaith. Felly, mewn diwydiant, gall y math hwn o rwydwaith fod yn ddefnyddiol iawn o ran cynnwys sawl ffactor yn eu disgrifiad a dadansoddiad ieithyddol. Yn y gwaith hwn, rydym yn ceisio ystyried un o brif nodweddion microstrwythur dur gwrthstaen austenitig er mwyn defnyddio posibiliadau ANFIS. Mae maint y martensite a achosir gan straen o 316 yn ganlyniad uniongyrchol i weithrediad oer y mewnosodiadau hyn. Trwy arbrofi a dadansoddi ANFIS, canfuwyd bod cynyddu cyfran y martensite yn y math hwn o ddur di-staen austenitig yn arwain at ostyngiad sylweddol yn y FLC o blât 316, fel bod cynyddu cyfran y martensite o 7.8% i 28.7% yn lleihau'r FLD0 o 0.35. hyd at 0.1 yn y drefn honno. Ar y llaw arall, gall y rhwydwaith ANFIS hyfforddedig a dilys ragfynegi FLC gan ddefnyddio 80% o'r data arbrofol sydd ar gael gydag uchafswm gwall o 6.5%, sy'n ymyl gwall derbyniol o'i gymharu â gweithdrefnau damcaniaethol a pherthnasoedd ffenomenolegol eraill.
Mae'r setiau data a ddefnyddiwyd a/neu a ddadansoddwyd yn yr astudiaeth gyfredol ar gael gan yr awduron priodol ar gais rhesymol.
Mae Iftikhar, CMA, et al. Esblygiad llwybrau cynnyrch dilynol aloi magnesiwm AZ31 allwthiol “fel y mae” o dan lwybrau llwytho cymesurol ac anghymesur: arbrofion ac efelychiadau CPFEM. mewnol J. Prast. 151, 103216 (2022).
Iftikhar, TsMA et al. Esblygiad yr arwyneb cynnyrch dilynol ar ôl dadffurfiad plastig ar hyd llwybrau llwytho cymesur ac anghymesur yr aloi AA6061 annealed: arbrofion a modelu elfen feidraidd o blastigrwydd grisial. mewnol J. Plast 143, 102956 (2021).
Manik, T., Holmedal, B. & Hopperstad, OS Straen dros dro, caledu gwaith, a gwerthoedd r alwminiwm oherwydd newidiadau llwybr straen. mewnol J. Prast. 69, 1–20 (2015).
Mae Mamushi, H. et al. Dull arbrofol newydd ar gyfer pennu'r diagram siapio cyfyngu gan ystyried effaith pwysau arferol. mewnol J. Alma mater. ffurf. 15(1), 1 (2022).
Yang Z. et al. Calibradu Arbrofol Paramedrau Torasgwrn Hydwyth a Chyfyngiadau Straen o AA7075-T6 Taflen Metel. J. Alma mater. proses. technolegau. 291, 117044 (2021).
Petrits, A. et al. Dyfeisiau cynaeafu ynni cudd a synwyryddion biofeddygol yn seiliedig ar drawsnewidwyr ferroelectrig uwch-hyblyg a deuodau organig. commun cenedlaethol. 12(1), 2399 (2021).
Basak, S. a Panda, SK Dadansoddiad o derfynau gwddf a thorri esgyrn amrywiol blatiau a ffurfiwyd ymlaen llaw mewn llwybrau anffurfio plastig pegynol effeithiol gan ddefnyddio model cnwd Yld 2000–2d. J. Alma mater. proses. technolegau. 267, 289–307 (2019).
Basak, S. a Panda, SK Anffurfiannau Torasgwrn mewn Metelau Llen Anisotropig: Gwerthusiad Arbrofol a Rhagfynegiadau Damcaniaethol. mewnol J. Mecha. y wyddoniaeth. 151, 356–374 (2019).
Jalefar, F., Hashemi, R. & Hosseinipur, SJ Astudiaeth arbrofol a damcaniaethol o effaith newid y llwybr straen ar y diagram terfyn mowldio AA5083. mewnol J. Adv. gwneuthurwr. technolegau. 76(5–8), 1343–1352 (2015).
Mae Habibi, M. et al. Astudiaeth arbrofol o briodweddau mecanyddol, ffurfadwyedd, a diagram siapio cyfyngol o fylchau wedi'u weldio gan droi ffrithiant. J. Gwneuthurwr. proses. 31, 310–323 (2018).
Habibi, M., et al. O ystyried dylanwad plygu, mae'r diagram terfyn yn cael ei ffurfio trwy ymgorffori'r model MC mewn modelu elfen gyfyngedig. proses. Sefydliad Ffwr. prosiect. L 232(8), 625–636 (2018).
Amser postio: Mehefin-08-2023