Прогнозирование толщины бороалитированного слоя с использованием искусственной нейронной сети

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрено применение математических моделей искусственных нейронных сетей для прогнозирования свойств диффузионных покрытий, созданных методом химико-термической обработки на основе процесса бороалитирования. Проведены формализация и анализ прогнозирования результатов экспериментов. Установлено, что построение компьютерных моделей прогнозирования на основе экспериментальных данных бороалитирования с высокой точностью – это решаемая задача при использовании искусственных нейронных сетей типа многослойный персептрон. Так, тестирование количества скрытых слоев и количества нейронов в них выявили наибольший коэффициент корреляции R = 0.99993 искусственной нейронной сети при использовании двух скрытых слоев с десятью и шестью нейронами соответственно. Наибольшей эффективности можно достичь с помощью функции активации “гиперболический тангенс”.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

У. Л. Мишигдоржийн

Институт физического материаловедения СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: undrakh@ipms.bscnet.ru
Россия, 670047, Улан-Удэ

Б. А. Дышенов

Институт физического материаловедения СО РАН

Email: dyshenov@gmail.com
Россия, 670047, Улан-Удэ

А. П. Семенов

Институт физического материаловедения СО РАН

Email: dyshenov@gmail.com
Россия, 670047, Улан-Удэ

Н. С. Улаханов

Институт физического материаловедения СО РАН

Email: undrakh@ipms.bscnet.ru
Россия, 670047, Улан-Удэ

Б. Е. Мархадаев

Институт физического материаловедения СО РАН

Email: undrakh@ipms.bscnet.ru
Россия, 670047, Улан-Удэ

Список литературы

  1. Земсков Г.В., Коган Р.Л. Многокомпонентное диффузионное насыщение металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1981. С. 208.
  2. Suwattananont N., Petrova R. // Solid State Sci. 2012. V. 14. P. 1669. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2012.06.008
  3. Cho J.H., Kim T.W., Son K.S., Yoon J.H., Kim H.S., Leisk G.G., Mitton D.B., Latanision R.M. // J. Metals Mater. Int. 2003. V. 9. № 3. C. 303. https://doi.org/10.1007/BF03027051
  4. Tsipas S.A., Omar H., Perez F.H., Tsipas D.N. // Surf. Coat. Technol. 2008. V. 202. № 14. P. 3263. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2007.11.034
  5. Omar H., Tsipas S.A., Maragoudakis N., Michailidis N. // J. Corros. Eng. Sci. Technol. 2011. V. 46. № 6. P. 697. https://doi.org/10.1179/147842209X12579401586564
  6. Maragoudakis N.E., Stergioudis G., Omar H., Paulidou H., Tsipas D.N. // Mater. Lett. 2002. V. 53. Р. 406. https://doi.org/10.1016/S0167-577X(01)00515-8
  7. Zakhariev Z., Marinov M., Penyashki T., Tsokov Pl. // J. Alloys Compd. 2008. 459. P. 501.
  8. Ouladsaad S., Allaoui O., Daas A. // Indian J. Chem. Technol. 2019. V. 26. P. 239.
  9. Mishigdorzhiyn U.L., Ulakhanov N.S., Milonov A.S., Semenov A.P. // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2020. V. 759. Р. 012017. https://doi.org/10.1088/1757-899X/759/1/012017
  10. Mishigdorzhiyn U., Chen Y., Ulakhanov N., Liang H. // Lubricants. 2020. V. 8. № 3. P. 26. https://doi.org/10.3390/lubricants8030026
  11. Ulakhanov N., Mishigdorzhiyn U. // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019. V. 684. Р. 012003. https://doi.org/10.1088/1757-899X/684/1/012003
  12. Улаханов Н.С., Мишигдоржийн У.Л. Нейросетевая модель для расчета и прогнозирования толщины упрочненного слоя на поверхности деталей машин // VII Междунар. конф. “Проблемы механики современных машин”, 25–30 июня 2018 г., г. Улан-Удэ, C. 322.
  13. Mishigdorzhiyn U.L., Ulakhanov N.S. // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018. V. 411. P. 012049. https://doi.org/10.1088/1757-899X/411/1/012049
  14. Sizov I.G., Mishigdorzhiyn U.L., Maharov D.M. // Met. Sci. Heat Treat. 2012. V. 53. № 11–12. P. 592.
  15. Патент 2401319 РФ, МПК С23С 8/72. Способ термоциклического бороалитирования изделий из углеродистых сталей / Восточно-Сибирский гос. технолог. ун-т (№ 2009106319/02). Сизов И.Г., Мишигдоржийн У.Л., Махаров Д.М., Дашиев Ю.Б. // заявл. 24.02.2009; опубл. 10.10.2010. Бюл. № 28. 8 с.
  16. Тараник В.А. // ScienceRise. 2015. Т. 2. № 8. С. 69. https://doi.org/10.15587/23138416.2015.48349
  17. Иванов М.В. // Изв. Самарского науч. центра РАН. 2019. Т. 21. № 5. С. 11.
  18. Интерполяция. Национальный исследовательский университет ИТМО. http://aco.ifmo.ru/el_books/numerical_methods/lectures/glava3.html (дата обращения: 30.06.2023).
  19. Seber G.A.F., Wild C.J. // Nonlinear Regression. New York: John Wiley & Sons, 1989. P. 768.
  20. Подготовка данных к прогнозированию и корректировка прогноза факторами. https://4analytics.ru/planirovanie-i-prognozirovanie-praktika/video-podgotovka-dannix-k-prognozirovaniyu.html (дата обращения: 08.06.2023)
  21. Хайкин С. // Нейронные сети: полный курс. М.: ИД “Вильямс”, 2016. С. 1104.
  22. Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. // Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы. М.: Горячая линия-Телеком, 2013. C. 384.
  23. Bengio Y., Courville A., Vincent P. // IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 2013. V. 35. № 8. P. 1798.
  24. Нгуен А.Т. Алгоритмическое обеспечение нейронной сети с полиномиальными кусочно-непрерывными функциями активации для обнаружения закономерностей в данных: дис. … канд. тех. наук: 05.13.01. Томск: ТПУ–ТУСУР, 2019. С. 112.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема упаковки тигля со стальным образцом.

Скачать (113KB)
3. Рис. 2. Микроструктуры бороалитированных слоев на стали 20 после термообработки при 900 (а, б) и 1000°С (в, г) в течение: а – 2 ч, средняя толщина слоя 110 мкм; б – 4 ч, средняя толщина 160 мкм; в – 2 ч, средняя толщина 180 мкм; г – 4 ч, средняя толщина 260 мкм.

Скачать (215KB)
4. Рис. 3. Модель многослойного персептрона.

Скачать (229KB)
5. Рис. 4. Жизненный цикл прогностической модели.

Скачать (94KB)
6. Рис. 5. Подготовка данных.

Скачать (95KB)

© Российская академия наук, 2024