CO2激光切割中切缝锥角的ANN建模及切割参数的蒙特卡洛优化
作者：
Miloš Madić，Miroslav Radovanović，Marin Gostimirović
机构：
尼什大学机械工程学院，诺维萨德大学技术科学学院
发布年份：
2015年
更新时间：
2025-04-03 11:19:52
关键词：
CO2激光切割,切缝锥角,建模,优化,人工神经网络,蒙特卡洛方法
摘要：
本文旨在开发一个数学模型，以研究激光切割参数（如激光功率、切割速度、辅助气体压力和焦点位置）与AISI 304不锈钢CO2激光切割中获得的切缝锥角之间的关系。为此，使用了单隐藏层人工神经网络（ANN），并通过动量梯度下降算法进行训练。实验数据库通过按照Taguchi的L27正交阵列设计切割实验获得。统计评估表明，ANN模型是足够的，并用于通过生成二维和三维图来研究激光切割参数对切缝锥角的影响。观察到切缝锥角对所选激光切割参数及其交互作用高度敏感。此外，通过在开发的切缝锥角ANN模型上应用蒙特卡洛方法，确定了最小化切缝锥角的近似最佳激光切割参数设置。
结论：
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实验方法及产品解析：
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名称
分类
制造商
PDF资料
参数
描述
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DG数字消磁装置
能量和功率传感器
Twinleaf LLC
2: 2
脉冲宽度: 10ns
DG 通过施加振荡磁场使材料达到饱和，然后缓慢地将振荡幅度降至零，从而自动化磁屏蔽消磁过程。
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LAM300原子磁力计
能量和功率传感器
成都量视科技有限公司
灵敏度: <20fT/√Hz
动态范围: ±5nT
测量轴: Z轴、Y轴
LAM300原子磁力计是一种基于原子自旋交换技术的超高灵敏度磁场探测仪器，其通过原子自旋的精确控制，能够测量极为微弱的磁场变化，灵敏度高达fT/√Hz级别，为地磁场强度的几十亿分之一。
-
MS-2 磁屏蔽
能量和功率传感器
Twinleaf LLC
屏蔽系数: 10⁶
磁噪声: 10 fT/Hz1/2
内部 3 轴磁场线圈: X/Y coil:
Calibration: 0.576 G/A = 57.6 nT/mA
Inductance: 33 µH
Z coil:
Calibration: 1.50 G/A = 150 nT/mA
Inductance: 140 µH
MS-2 磁屏蔽是精密磁场控制的理想系统。它提供多层高磁导率金属屏蔽以降低环境磁场噪声，并具有内部场线圈系统，可精确控制屏蔽体中心的磁场。
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MS-1LF 磁屏蔽
能量和功率传感器
Twinleaf LLC
内部3轴磁场线圈: X/Y 线圈
校准：0.81 G/A = 81 nT/mA
电感：22 μH
Z 线圈
校准：1.06 G/A = 106 nT/mA
电感：20 μH
内部梯度场线围: dZ/dz：4.02 nT/cm/mA
dZ/dy：3.55 nT/cm/mA
dZ/dx：3.55 nT/cm/mA
dY/dx：4.24 nT/cm/mA
dY/dy：5.18 nT/cm/mA
内部 Z轴二阶梯度线圈: d²Z/dz²：1.06 nT/cm²/mA
MS-1LF 磁屏蔽为超精密磁场测试和测量提供最低的室温磁噪声环境。它提供多层高磁导率金属屏蔽层以降低环境磁噪声，内部铁氧体屏蔽层，并具有内部场线圈系统，以精确控制屏蔽体积中心的磁场。
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MS-1L 磁屏蔽器
能量和功率传感器
Twinleaf LLC
轴向孔: 30 mm dia.
接入孔: 15 mm dia. 8 radial & 2 on each endcap
质量: 8 kg
MS-1L 磁屏蔽器是一种用于精确磁场控制的出色而紧凑的系统。它提供多层高磁导率金属屏蔽以降低环境磁场噪声，并具有内部场线圈系统，可精确控制屏蔽体中心的磁场。
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