[01128104]基于复合多层切削模型的金刚石锯片锯切混凝土动态特征多尺度建模及分析

针对钢筋混凝土用薄圆板型金刚石锯片的户外锯切特点,以多尺度动态建模理论为基础,研究金刚石锯片锯切混凝土的最佳加工状态判定理论及加工工艺。运用材料性能、切削性能先进的测试、分析和实验手段,通过多尺度分析、复合材料学、机器学习算法、多体动力学和切削理论的学科交叉分析研究,提出混凝土硬骨料及软骨料的单一切削模型-多层切削数值分析模型-切削状态的多尺度分析模型的关联分析技术,建立金刚石锯片锯切状态的判定理论与方法。发现了多层成分混合的混凝土材料中,不同材料成分特征的提取方法及耦合判定判据,建立了机器学习BA-BP算法的切削状态的多尺度分析模型,提出一种基于知识推理及多尺度特征参数与切削过程关系模型的金刚石锯片锯切状态的判据。根据机器学习BA-BP算法,提出基于振动和切削力的金刚石锯片锯切混凝土锯片状态判据方法。利用基于证据理论的传感器融合技术,融合优化多尺度多传感器信息。利用基于人工鱼群算法的混凝土锯切力预测模型,通过优化搜索方向求出预测切削力最优解,得到锯切力FxAFSA方程。探索控制最佳加工状态的工艺方法,提出金刚石锯片锯切混凝土性能测试平台的构建方法。结果表明机器学习BA-BP网络在后期误差迅速减小,训练结果理想,且有效提高了对锯片钝化状态的预测。 项目发表论文11篇,其中EI收录3篇, SCI收录2篇,核心期刊4篇。研究结果很好地揭示金刚石锯片锯切混凝土单一材料切削-多层材料切削-锯切状态的判定-锯切性能评价方法-加工工艺控制方法-加工质量及加工效率之间跨尺度关联关系,形成金刚石锯片锯切混凝土的加工工艺及工具设计方法和准则,为金刚石锯片干切混凝土高效高质高耐用度加工和刀具设计研究提供理论和应用依据。