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基于神经网络的高分子材料表面形貌参数与光泽度的关系研究

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第1 章 绪论

1.1 研究意义

1.1.1 高分子材料表面光泽度

1.1.2 高分子材料表面形貌与光泽度的关系

1.2 研究现状

1.2.1 高分子材料表面光泽度研究现状

1.2.2 高分子材料表面形貌与光泽度的关系研究现状

1.2.3 神经网络方法多变量关系分析研究现状

1.3 现有研究的不足和研究计划

1.3.1 现有研究不足

1.3.2 研究计划

第2 章表面形貌与光泽度关系的实验和分析方法

2.1 实验材料和方法

2.1.1 材料和刮擦实验

2.1.2 光泽度测量

2.1.3 表面形貌和形貌参数测量

2.2 形貌参数与光泽度的皮尔逊相关性分析

2.3 形貌参数与光泽度关系的神经网络分析模型

2.3.1 BP神经网络模型

2.3.2 RBF神经网络模型

2.4 本章小结

第3 章高光聚碳酸酯表面形貌参数与光泽度的关系分析1

3.1 高光聚碳酸酯刮擦实验结果

3.1.1 聚碳酸酯表面损伤程度对光泽度的影响

3.1.2 聚碳酸酯表面损伤的微观形貌分析

3.2 高光聚碳酸酯表面形貌参数与光泽度的皮尔逊相关性分析

3.3 高光聚碳酸酯表面形貌参数与光泽度的神经网络分析

3.3.1 BP神经网络训练和预测结果

3.3.2 RBF神经网络训练和预测结果

3.3.3 BP和 RBF神经网络对比分析

3.3.4 RBF神经网络的敏感性分析

3.4 本章小结

第4 章哑光聚氯乙烯表面形貌参数与光泽度的关系分析

4.1 哑光聚氯乙烯刮擦实验结果

4.1.1 聚氯乙烯表面损伤程度对光泽度的影响

4.1.2 聚氯乙烯表面损伤的微观形貌分析

4.2 哑光聚氯乙烯表面形貌参数与光泽度的皮尔逊相关性分析

4.2.1 垂直和平行方向的相关性分析

4.2.2 同时考虑垂直和平行方向的相关性分析

4.3 哑光聚氯乙烯表面形貌参数与光泽度的神经网络分析

4.3.1 分别对垂直和平行方向进行 RBF神经网络分析

4.3.2 考虑方向性参数的 RBF神经网络分析

4.3.3 RBF神经网络的敏感性分析

4.4高光和哑光材料表面形貌参数与光泽度的关系对比

4.4.1 表面形貌参数相关性的对比分析

4.4.2 同时考虑高光与哑光材料表面形貌参数的神经网络分析

4.5 本章小结

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文和参加科研项目情况

附录

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摘要

高分子材料具有较好的加工性能和优异的力学性能,被广泛运用于医疗、电子电器、航空航天等各个领域。由于高分子材料具有较低的屈服强度和表面硬度,容易受到硬质物品刮擦,改变材料表面形貌和光泽度,影响材料表面美观性和功能性。通过研究高分子材料表面刮擦前后的表面形貌参数与光泽度的关系,有助于建立起多个形貌参数对光泽度的影响趋势,为制造具有一定光泽度的表面给出指导意见。  为研究高分子材料表面形貌参数与光泽度的关系,本文开展了以下研究工作:  (1)分别使用不同类型的刮头,施加不同大小的常荷载对高光聚碳酸酯和哑光聚氯乙烯表面进行刮擦实验。分析表面损伤程度与光泽度的关系,发现聚碳酸酯表面在砂纸的作用下损伤越严重,光泽度值越低;而聚氯乙烯表面在熨烫刮头作用下损伤越严重,光泽度值越高。  (2)使用皮尔逊相关系数分别对聚碳酸酯和聚氯乙烯表面单个形貌参数与光泽度进行相关性分析,并对相关性大小给出了物理解释。结果发现聚碳酸酯表面Sa(算数平均高度)等8个形貌参数与光泽度有较强的关联,具有纹理方向的聚氯乙烯表面Std(纹理方向)等7个形貌参数与光泽度关系密切。  (3)利用BP(BackPropagation)和RBF(RadialBasis Function)两种神经网络,对体现中等强度及以上相关性的形貌参数与表面光泽度的复杂关系进行学习和预测,发现RBF更适合用于描述它们之间的关系。利用敏感性分析讨论了RBF神经网络输入形貌参数对输出光泽度的影响,发现聚碳酸酯表面Sdr(展开界面面积比率)和Sm(表面材料体积)对光泽度的影响最突出,而具有纹理方向的聚氯乙烯表面Std对光泽度的影响最大。

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