基于BP神经网络和Arrhenius本构模型的石墨烯/7075复合材料热变形行为

娄淑梅, 李一明, 李鑫, 陈鹏, 白雪峰, 程宝嘉

吉林大学学报(工学版) ›› 2024, Vol. 54 ›› Issue (05) : 1237-1245. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220756

基于BP神经网络和Arrhenius本构模型的石墨烯/7075复合材料热变形行为

  • 娄淑梅, 李一明, 李鑫, 陈鹏, 白雪峰, 程宝嘉
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摘要

在653~713 K温度范围和0.01~10 s~(-1)应变速率下,进行了w(GNP/7075Al)=0.5%增强7075铝基复合材料的热压缩试验,建立了BP神经网络和应变补偿Arrhenius模型,同时建立了复合材料的热加工图和动态再结晶体积分数预测模型,研究了复合材料的热变形行为,并确定了复合材料的热加工工艺参数。结果表明:BP神经网络模型得到的流变应力预测值与试验结果吻合较好,其相关系数最高为99.9983%,平均相对误差绝对值最小为0.5%,表明神经网络对w(GNP/7075Al)=0.5%复合材料的热变形行为具有较高的预测精度。w(GNP/7075Al)=0.5%复合材料最佳变形温度和应变速率分别为685~705 K和0.01~0.1 s~(-1)。动态再结晶(DRX)倾向于在低应变速率和高变形温度下发生。数值模拟和热挤压试验表明,在挤压温度693 K、挤压速度1 mm/min的工艺参数下可以挤出表面质量良好的型材。

关键词

材料加工工程 / 石墨烯/铝复合材料 / 热变形 / 本构方程 / 热加工图 / 再结晶模型 / 数值模拟

中图分类号

TB333 / TP183

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娄淑梅, 李一明, 李鑫, 陈鹏, 白雪峰, 程宝嘉. 基于BP神经网络和Arrhenius本构模型的石墨烯/7075复合材料热变形行为. 吉林大学学报(工学版). 2024, 54(05): 1237-1245 https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220756

基金

国家自然科学基金项目(51705295); 山东省自然科学基金重点项目(ZR2020KE013)

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