基于BP神经网络和支持向量回归对比预测新拌自密实混凝土的工作性能

新拌自密实混凝土(SCC)的工作性能调控对其现场施工乃至后期硬化性能至关重要。为了进一步提高通过初始配合比预测新拌工作性参数的精确度,采用BP神经网络和支持向量回归(SVR)两种常见的机器学习计算模型来分析配合比输入变量与坍落扩展度、L型仪通过率和V型漏斗流出时间的潜在函数关系。在计算前按照60%,20%和20%的比例依次将数据集划分为训练集、验证集和测试集。采用三个机器学习性能评估指标,即决定系数R²,均方误差MSE和平均绝对百分比误差MAPE来表征和对比它们的预测精度差异。并且通过敏感性分析研究单一变量的变化对结果的影响趋势。结果表明,支持向量回归SVR模型对SCC坍落扩展度,L型仪通过率和V型漏斗流出时间的预测结果相比BPNN神经网络模型更高。以V型漏斗流出时间参数为例,基于SVR的总体数据集合R²,MSE和MAPE值分别为0.921 3,0.860 2和14.519,高于BP神经网络对应的0.916 2,1.128 1和18.007。参数敏感性分析结果表明,水泥掺量越高会导致坍落扩展度的减小和L型仪通过率,V型漏斗流出时间的增加。与此...     

基于GM-噪声SVR方法的矿山设备可靠性参数估计

为了有效估计小子样条件下矿山设备的三参数威布尔分布可靠性模型参数,提出基于GM-噪声SVR的参数估计方法。该方法以灰色估计法(GM)为基础估计模型的位置参数,采用基于训练样本数量和噪声参数寻优的ε - 带支持向量回归机(ε-SVR)估计尺度参数和形状参数,并通过拟合的三参数威布尔分布函数分析预测和解决设备的可靠性问题。算例结果表明,GM-噪声SVR方法可以很好地用于矿山设备可靠性模型参数估计,估计某带式输送机三参数威布尔分布可靠性模型的位置参数、尺度参数和形状参数依次为3.1525、188.3763、1.0476,平均无故障时间为188 h,标准均方根误差NRMSE为0.0519。这表明该方法的可行性和有效性。     

基于神经网络的封接玻璃热膨胀系数研究

采用基于COM组件的混合编程技术编写了BP网络模型预测软件,并用该软件对封接玻璃SiO2-Al2O3-PbO-R2O系统的玻璃样品进行了热膨胀系数预测。预测结果表明,模型对给定组成玻璃热膨胀系数的预测值与实际测试值的相对误差在4%以内,该方法在对耐温耐压封接玻璃的配方设计中可起到重要作用。     

基于人工神经网络智能算法的9310钢本构模型优化

目的 研究9310钢在变形温度为800～1 200℃、应变速率为0.01～50 s^-1和高度压下量为70%条件下的热变形行为,建立预测效果相对较好的9310钢本构模型。方法 使用Gleeble-3800热模拟机对9310钢进行等温恒应变速率热压缩实验,基于热压缩实验数据,分析了应变速率对9310钢流动软化效应的影响,建立了考虑应变补偿的Arrhenius本构模型与支持向量回归(SVR)本构模型,并进行了模型精度分析,之后引入人工神经网络(ANN)智能算法优化了Arrhenius本构模型。结果 与变形温度相比,应变速率对9310钢流动软化效应的影响更为显著。相较于支持向量回归(SVR)本构模型,考虑应变补偿的Arrhenius本构模型精度更高,其相关系数R为0.993 4,平均相对误差(AARE)和均方误差(MSE)分别为0.055 6和89.362,它在预测高应变速率(1、10、50 s^-1)流动应力时出现了较大偏差,经ANN智能算法优化后,相关系数R提高至0.999 1,AARE和MSE分别降至0.019 9和9.998,且绝对误差在±10...     

人工神经网络在玻璃配方设计中的应用研究

应用人工神经网络技术,采用Neuralworks Predict软件建立BP网络模型,通过对R2O-MO-Al2O3-SiO2系统玻璃组成与热膨胀系数关系实验数据的训练,以期能预测该系统指定组成的玻璃的热膨胀系数?研究结果表明,所建立的神经网络模型能较正确地反映玻璃氧化物组成与其热膨胀系数之间的规律性。模型对给定组成玻璃热膨胀系数的预测值与实际测试值的相对误差在6．4％以内,表明由神经网络技术建立的这一模型能正确反映R2O-MO-Al2O3-SiO2系统玻璃组成与热膨胀系数间的内在规律性。     

基于PSO的SVR模型在多联机功耗预测上的应用

支持向量回归(SVR)模型在多联机系统功耗预测稳定性和精度上存在不足,本文引入粒子群优化(PSO)算法,对SVR预测模型的惩罚系数C和核参数γ进行最优求解,来改善模型预测性能。在制冷剂充注量为95. 75%工况下,对多联机组进行运行实验,并对实验数据进行预处理。基于PSO算法建立PSO-SVR模型,对多联机功耗进行预测,并与SVR模型的预测结果和理论公式计算结果进行对比。结果表明:SVR、PSO-SVR、理论公式计算法总体预测误差分别为1. 43%、1. 08%和1. 57%,均方根误差RMSE分别为105. 36、88. 79、91. 37 W,参数寻优结果为惩罚系数C=10 000和核参数γ=4. 275。粒子群优化算法的引入显著提高了SVR模型的预测精度和稳定性;相较于理论公式计算法,PSO-SVR精度更高,且需要测量的参数数目明显减少,在降低了测量系统复杂性同时更具经济适用性。     

基于SVR的脉冲激光沉积TiN/AlN多层薄膜的工艺优化

根据脉冲激光沉积(PLD)法在单晶Si试样表面沉积制备多层TiN/AlN硬质膜实验数据,应用基于粒子群算法(PSO)寻优的支持向量回归(SVR)方法,建立不同工艺参数下沉积的TiN/AlN多层膜的AlN膜厚及TiN薄膜硬度的SVR预测模型。在相同的训练与测试样本集下,将SVR所得的AlN膜厚预测值与免疫径向基函数(IRBF)神经网络的计算结果进行比较。结果表明,SVR模型训练和预测结果的平均绝对百分误差要比IRBFNN模型的小,其预测精度更高,预测效果更好。应用SVR的TiN薄膜硬度模型对PLD法沉积TiN薄膜的工艺参数进行了优化,分析了多因素对PLD法沉积TiN薄膜硬度的交互作用和影响。该方法可为人们利用PLD法沉积TiN/AlN多层功能薄膜提供科学的理论指导,具有重要的理论意义和实用价值。     

基于遗传-支持向量回归的车内稳态噪声声品质预测

为了稳定、精确地评价车内稳态噪声声品质,以车内稳态噪声为研究对象,进行主观评价试验,计算客观心理声学参数并完成了相关性分析。建立基于支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)的车内稳态噪声声品质预测模型,并使用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对支持向量回归的超参数进行优化。其后建立基于反向传播神经网络(Back Propagation Artificial Neural Network,BPANN)的声品质预测模型。对比分析发现遗传-支持向量回归(GASVR)模型预测精度高于BP神经网络。结果表明,遗传-支持向量回归适用于车内稳态噪声声品质预测,能够较大提高车内稳态噪声声品质预测精度和工程效率。     

基于PLS-SVR的电站锅炉NO_x排放特性建模

针对影响电站燃煤锅炉NO_x排放的热工变量数量较多,且存在较强的耦合相关性的问题,提出一种基于偏最小二乘(PLS)和支持向量回归(SVR)相结合的PLS-SVR建模方法用以建立燃煤锅炉NO_x排放模型。PLSSVR模型首先利用PLS提取输入变量的特征信息消除变量之间的耦合特性并降低输入变量维度,然后将提取的特征信息作为SVR模型的输入。以某超超临界1 000 MW机组锅炉为对象,选取23个相关变量作为模型的输入建立电站锅炉NO_x排放模型(PLS-SVR模型),该模型对测试样本的预测误差指标MRSE为4.072。将PLS-SVR模型的预测结果和建模时间与ANN模型和未经特征提取的SVR模型对比,结果表明PLS-SCR模型具有更好高的预测精度和更快的建模速度。     

基于集成学习的FRP加固混凝土梁抗弯承载力预测研究

为解决当前纤维增强复合材料(FRP)加固钢筋混凝土梁抗弯承载力预测中模型不统一、计算繁琐、精度有限等问题,建立了统一化的抗弯承载力预测模型。根据既有文献收集外贴式、端锚式和嵌入式3种FRP典型加固方式加固钢筋混凝土梁试验数据,确定影响加固梁承载力的关键因素,通过XGBoost(极限梯度提升树)算法训练回归各影响因素与加固后梁抗弯承载力间的非线性映射关系,得到统一化的FRP加固钢筋混凝土梁抗弯承载力预测模型。随后在测试样本集上对该模型的预测精度进行了验证,与基于支持向量回归(SVR)和人工神经网络(ANN)两种代表性机器学习算法得到的预测模型进行了横向对比,并分析了不同加固方式下的预测精度。研究结果表明：该文得到的基于XGBoost的抗弯承载力预测模型拟合优度R²=0.9417,可见整体精度较高,有良好的性能;相比基于传统机器学习算法SVR和ANN建立的预测模型,基于集成学习算法XGBoost的拟合优度分别提升了8.00%及6.70%,均方根误差减少了33.94%和30.72%,平均绝对误差减少了32.38%和30.51%,表明基于XGBoost的模型精度更高,远优...     

PbBr2-PbCl2-PbF2-PbO-P2O5系统玻璃的热性质和化学稳定性

重点研究了ＰｂＢｒ_２－ＰｂＣｌ_２－ＰｂＦ_２－ＰｂＯ－Ｐ_２Ｏ_５系统玻璃的热性质、耐水性和抗潮解性．结果表明：该系统玻璃的热膨胀系数较大,一般在 ２５×１０^－６°Ｃ^－１左右． ＰｂＢｒ_２－ＰｂＣｌ_２－Ｐ_２Ｏ_５系统的玻璃具有较低的玻璃转变温度,可低达 １４６℃．加入 ＰｂF_２和／或 ＰｂＯ可显著提高玻璃的转变温度和密度,其中 ＰｂＯ对试样的影响更为显著． ＰｂＢｒ_２－ＰｂＣｌ_２－ＰｂＦ_２－ＰｂＯ－Ｐ_２Ｏ_５系统玻璃的抗潮解性一般较好。多数玻璃在水中的溶解速率可达１０^－５ｍｍ／ｄａｙ,具有较好的耐水性．     

Physical and Thermal Properties of P2O5-Al2O3-BaO-La2O3 Glasses

The physical and thermal properties of P2O5-Al2O3-BaO-La2O3 glasses were investigated. The effects of glass compositions on the transition temperature, thermal expansion coefficient, density, hardness and refractive index of glasses were studied. The highest hardness of the glasses is 4143.891 MPa and the lowest thermal expansion coefficient of the glasses is 71.770×10-7/℃. A phosphate glass with high mechanical strength and good thermal characteristic is obtained.     

SnO—BaO—P2O5系统无铅封接玻璃的结构与性质

以SnO—BaO—P2O5三元系统玻璃为研究对象,利用差示量热扫描分析仪、热膨胀仪、拉曼光谱仪,分析了玻璃的结构以及玻璃转变温度和热膨胀系数与玻璃组成的关系．获得了该体系玻璃的形成区域,测得该系统的玻璃转变温度为260～360℃和热膨胀系数为12～14×10^-6℃．研究发现,当P2O5=45mol％不变时,玻璃转变温度随着SnO含量的增加而降低;当BaO=10mol％不变时,玻璃转变温度随着SnO含量的增加先降低后升高．研究表明,该体系玻璃可以作为低温环保封接玻璃潜在的基质材料．     

添加Bi2O3对ZnO-B2O3-P2O5-SrO体系封接玻璃结构和性能的影响

采用熔融法制备了ZnO-B2O3-P2O5-SrO-Bi2O3系无铅磷酸盐封接玻璃,研究了Bi2O3对该体系玻璃的结构、特征温度、热膨胀系数和化学稳定性的影响。结果表明,随Bi2O3含量的增加,玻璃的密度增大,Tg、Tf先下降后趋于平缓,玻璃的热膨胀系数先上升后趋于平缓;化学稳定性先增强后降低,当Bi2O3为7mol时,达到极小值。     

氧化铋对微晶玻璃的相转变和性能的影响

为研究Bi2O3在堇青石基微晶玻璃烧结中的作用及其添加量对微晶玻璃的相转变和性能的影响,采用烧结法制备了不同Bi2O3含量的微晶玻璃,并对其进行了X射线衍射分析、显微分析和性能测试.结果表明:Bi2O3的加入降低了堇青石的u相向a相转变的温度,并有效促进微晶玻璃的烧结致密化;烧结样品的介电常数和抗折强度均随着Bi2O3加入量的增加而增加,且与密度变化规律相似;当Bi2O3添加量(质量分数)达5%时样品的介质损耗因子最低(＜10-3);微晶玻璃烧结样品的热膨胀系数基本符合线性规律.     

The role of TiO2 and composition in the devitrification of near-stoichiometric cordierite

Devitrification behavior and thermal expansion of glasses and glass-ceramics, doped with TiO₂, near the stoichiometric cordierite composition were investigated. The activation energy for growth of surface nucleated crystals was shown to be approximately 433 kJ/mol. and was independent of TiO₂ content in the glass. Volume nucleation was achieved by the addition of approximately 8 wt% TiO₂, but the mechanism of volume nucleation was different depending upon cordierite composition. Regions in the MgO-Al₂O₃-SiO₂ phase diagram near the stochiometric cordierite compound were investigated using thermal analysis, X-ray powder diffraction and dilatometry. Glass in glass phase separation was postulated for MgO-lean glasses, whereas precipitation of mullite and Al₂TiO₅ preceded devitrification in other compositions. In each case, the formation of a silica-rich glass is believed to initiate the devitrification. Coefficients of thermal expansion for the glass-ceramics increased with increasing TiO₂ content resulting from increasing levels of uncrystallized glass and the formation of mullite and rutile during crystallization.     

Bioactive borate glass coatings for titanium alloys

Bioactive borate glass coatings have been developed for titanium and titanium alloys. Glasses from the Na(2)O-CaO-B(2)O(3) system, modified by additions of SiO(2), Al(2)O(3), and P(2)O(5), were characterized and compositions with thermal expansion matches to titanium were identified. Infrared and X-ray diffraction analyses indicate that a hydroxyapatite surface layer forms on the borate glasses after exposure to a simulated body fluid for 2 weeks at 37 degrees C; similar layers form on 45S5 Bioglass((R)) exposed to the same conditions. Assays with MC3T3-E1 pre-osteoblastic cells show the borate glasses exhibit in vitro biocompatibility similar to that of the 45S5 Bioglass((R)). An enameling technique was developed to form adherent borate glass coatings on Ti6Al4V alloy, with adhesive strengths of 36 +/- 2 MPa on polished substrates. The results show these new borate glasses to be promising candidates for forming bioactive coatings on titanium substrates.     

尖晶石面板投影管中屏与锥的封接研究

透明尖晶石陶瓷面板投影管的屏和锥采用了低熔点玻璃封接。给出了封接结构、所用屏、低熔点玻璃和锥的材料特性。分析了封接中材料匹配、浸润性以及再结晶等原理,叙述了封接工艺。检测证实,获得了性能良好的封接结果。     

磷酸盐低熔封接玻璃的无铅化研究

从成本和低温化考虑,磷酸盐低熔封接玻璃最有可能取代商业铅基低熔玻璃。总结了近20年来研究较多的SnO-MO(M=Zn,Mg,Ca)-P2O5、ZnO-Sb2O3-P2O5、Na2O-CuO-P2O5、Na2O-Fe2O3-P2O5、硼磷酸盐和磷酸盐氧氮低熔玻璃系统的玻璃形成范围、制备方法、结构特征、性能参数和应用范围,总结的玻璃性能主要包括化学稳定性、转变温度、软化温度和热膨胀系数;指出硼磷酸盐、Na2O-CuO-P2O5、ZnO-SnO(Sb2O3)-P2O5、铁磷酸盐系统玻璃的化学稳定性基本达到或优于商业铅基低熔封接玻璃,磷酸和硼磷酸盐系统适用于中低温封接,而SnO-ZnO-P2O5和Na2O-CuO-P2O5应用于低温封接仍需解决转变温度大幅浮动、成本高及热膨胀系数等问题。