基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法与流程
本发明涉及电脉冲时效技术领域，特指一种基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法。
技术背景
电脉冲时效技术通过将脉冲电流注入到材料内部，激发材料内的带电粒子运动，从而实现微观激励，并达到降低或者消除残余应力的效果。电脉冲时效技术具有处理速度快、耗能低、处理效果好、设备简单、成本低、低污染等特点，属于高效节能绿色环保的时效处理技术。因此，对电脉冲时效技术开展研究具有重要的工程应用价值。
电脉冲时效技术电脉冲波形的特征量直接决定着注入到材料内部的能量，对于残余应力的降低或者消除效果起着非常重要的作用。所以，如果能够揭示电脉冲时效电脉冲波形的特征量对于残余应力的作用规律，在此基础上就可以选择出合适的电脉冲波形，从而获得较为理想的残余应力释放效果。然而，目前对于电脉冲时效电脉冲波形对残余应力的影响的研究还较少，使得电脉冲时效消除残余应力的效果并不稳定，极大地限制了电脉冲时效技术的推广和应用。因此，对电脉冲时效电脉冲波形对残余应力的作用规律展开研究至关重要，研究成果能够为电脉冲时效电脉冲波形的确定提供依据，从而形成电脉冲时效电脉冲波形的确定方法。
针对电脉冲时效电脉冲波形的特征量对残余应力的影响规律尚不明确的问题，本发明提出一种基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法，即将海量数据挖掘技术引入到电脉冲时效技术领域，对电脉冲时效实验中的海量电脉冲波形和材料的残余应力进行分析，深入探究两者之间的关系，进而得到电脉冲波形的特征量对残余应力的影响规律，为电脉冲时效电脉冲波形的确定提供依据，并形成基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法，为电脉冲时效技术的推广与应用提供助力。
技术实现要素：
针对电脉冲时效电脉冲波形的特征量对残余应力的影响规律尚不明确的问题，本发明提出一种基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法，即将海量数据挖掘技术引入到电脉冲时效技术领域，对电脉冲时效实验中的海量电脉冲波形和材料的残余应力进行分析，深入探究两者之间的关系，进而得到电脉冲波形的特征量对于残余应力释放量的影响规律，为电脉冲时效电脉冲波形的确定提供依据，并形成基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法，助力电脉冲时效技术的推广与应用。
基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法，包括以下步骤：
(1)建立电脉冲时效电脉冲波形数据库。采集电脉冲时效实验中所有的电脉冲波形，将这些采集的波形存储于上位机系统中，建立电脉冲时效电脉冲波形数据库，为后续挖掘电脉冲波形与残余应力释放量之间的关系做准备。
(2)建立材料的残余应力数据库。采用残余应力测试技术分别测量材料在电脉冲时效技术处理前和电脉冲时效技术处理后的残余应力值，将这些残余应力数据存储于上位机系统中，建立材料的残余应力数据库，为后续挖掘电脉冲波形与残余应力释放量之间的关系做准备。所述的残余应力测试技术通常包括小孔法和x射线衍射法。
(3)提取电脉冲时效电脉冲波形的特征量。电脉冲时效实验过程中，采用衰减振荡的电脉冲波形对材料进行激励，所以电脉冲波形的第一个脉冲的能量最大，对于残余应力的消除效果也最明显，因此本发明以后提到的电脉冲波形均为第一个脉冲的波形。所述的电脉冲时效电脉冲波形的特征量包括电流峰值i、波形宽度d以及波形斜率l。所述的波形斜率的物理意义是电脉冲波形在上升阶段的变化速度。
(4)确定各个波形特征量对残余应力释放量的影响规律，并形成确定电脉冲时效电脉冲波形的第一评价手段。采用单因素试验方法，得到每一个电脉冲波形特征量对于残余应力释放量的影响规律。在这里主要揭示残余应力释放量随着每一个电脉冲波形特征量变化的变化规律，比如要确定电流峰值i对于残余应力释放量的影响，则波形宽度d和波形斜率l保持不变，进而研究电流峰值i在什么范围内变化使得残余应力释放量较大，然后在确定合适的电脉冲波形时，选取较大残余应力释放量所对应的电流峰值i变动范围内的电流峰值i。确定特征量波形宽度d和波形斜率l时采用如上同样的方法。即所述的第一评价手段为在确定合适的电脉冲波形时，选取较大残余应力释放量所对应的电脉冲波形特征量变动范围内的电脉冲波形特征量。所述的残余应力释放量指的是材料电脉冲时效技术处理前和电脉冲时效技术处理后的残余应力的差值。
(5)确定残余应力释放量与电脉冲波形特征量之间的函数模型。建立残余应力释放量与所述的三个电脉冲波形特征量之间的函数模型，并对数据库中的残余应力释放量与步骤(3)中获得的三个电脉冲波形特征量进行拟合，得到残余应力释放量与电脉冲波形特征量之间的函数表达式f(i,d,l)。
(6)对步骤(5)中得到的函数表达式求解单个特征量的偏导数，并形成确定电脉冲时效电脉冲波形的第二评价手段。分别对函数表达式求解单个特征量的偏导数，即
(7)采用第一评价手段和第二评价手段，确定合适的电脉冲波形。综合考虑第一评价手段和第二评价手段，确定合适的电脉冲波形，确保能够获得较为理想的残余应力消除效果。所述的确定准则指的是：首先，以第二评价手段来确定各个电脉冲波形特征量对于残余应力释放量的影响程度，把对残余应力释放量影响程度最大的特征量作为第一影响特征量，然后以第一评价手段来进一步确定该特征量的取值范围；其次，采用第二评价手段把对残余应力释放量影响程度仅次于第一影响特征量的特征量作为第二影响特征量，然后以第一评价手段来确定该特征量的取值范围；然后，采用第二评价手段把对残余应力释放量影响程度最小的特征量作为第三影响特征量，然后以第一评价手段来确定该特征量的取值范围；最后，在上述三个特征量的取值范围内选取具体的特征值，得到所需的电脉冲波形。在上述三个特征量的取值范围内选取具体的特征值，如果无法得到所需的电脉冲波形时，可以将第三影响特征量的取值范围扩大，如果还是无法得到所需的电脉冲波形时，可以将第二影响特征量的取值范围扩大，以得到所需的电脉冲波形。或者也可以通过调整电脉冲产生电路的元器件的方式来扩大电路参数的选择范围，以得到所需的电脉冲波形。
进一步，所述的基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法，其特征在于：所述的电脉冲时效电脉冲波形的特征量包括电流峰值i、波形宽度d以及波形斜率l。所述的波形斜率的物理意义是电脉冲波形在上升阶段的变化速度。
具体来说，本发明的工作过程为：
将实验中采集的电脉冲波形和残余应力值形成一一对应关系并存储于上位机系统中，分别建立电脉冲时效电脉冲波形和材料的残余应力数据库；提取电脉冲时效电脉冲波形的特征量包括电流峰值i、波形宽度d以及波形斜率l，采用单因素试验方法，得到每一个电脉冲波形特征量对于残余应力释放量的影响规律，并形成确定电脉冲时效电脉冲波形的第一评价手段；建立残余应力释放量与所述的三个电脉冲波形特征量之间的函数模型，并对数据库中的残余应力释放量与三个电脉冲波形特征量进行拟合，得到残余应力释放量与电脉冲波形特征量之间的函数表达式f(i,d,l)；对函数模型求解单个特征量的偏导数，即
本发明的有益效果如下：
1、本发明提出的基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法具有可靠性强、实用价值高等优点，有利于促进电脉冲时效技术的推广和应用。
2、本发明提出的基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法能够揭示电脉冲时效电脉冲波形的特征量对于残余应力释放量的作用规律，为确定合适的电脉冲波形提供依据。
3、采用本发明提出的基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法确定电脉冲时效的电脉冲波形时，是以海量数据为基础，确保了得到的电脉冲时效电脉冲波形的特征量对于残余应力释放量的影响规律的可靠性，从而确保了通过本发明提出的电脉冲时效电脉冲波形的确定方法确定的电脉冲波形的有效性，同时可以获得较好的实验效果，为电脉冲时效技术的推广和应用提供助力。
4、采用本发明提出的基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法确定电脉冲时效的电脉冲波形时，综合考虑三个不同的波形特征量对于残余应力释放量的影响规律，并且采用两种不同的评价手段综合确定电脉冲波形，使得结果更加准确可靠。
附图说明
图1基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法示意图。
图2电脉冲波形特征量示意图。
具体实施方式
参照附图，进一步说明本发明：
基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法，包括以下步骤：
(1)建立电脉冲时效电脉冲波形数据库。采集电脉冲时效实验中所有的电脉冲波形，将这些采集的波形存储于上位机系统中，建立电脉冲时效电脉冲波形数据库，为后续挖掘电脉冲波形与残余应力释放量之间的关系做准备。
(2)建立材料的残余应力数据库。采用残余应力测试技术分别测量材料在电脉冲时效技术处理前和电脉冲时效技术处理后的残余应力值，将这些残余应力数据存储于上位机系统中，建立材料的残余应力数据库，为后续挖掘电脉冲波形与残余应力释放量之间的关系做准备。所述的残余应力测试技术通常包括小孔法和x射线衍射法。
(3)提取电脉冲时效电脉冲波形的特征量。电脉冲时效实验过程中，采用衰减振荡的电脉冲波形对材料进行激励，所以电脉冲波形的第一个脉冲的能量最大，对于残余应力的消除效果也最明显，因此本发明以后提到的电脉冲波形均为第一个脉冲的波形。所述的电脉冲时效电脉冲波形的特征量包括电流峰值i、波形宽度d以及波形斜率l。所述的波形斜率的物理意义是电脉冲波形在上升阶段的变化速度。
(4)确定各个波形特征量对残余应力释放量的影响规律，并形成确定电脉冲时效电脉冲波形的第一评价手段。采用单因素试验方法，得到每一个电脉冲波形特征量对于残余应力释放量的影响规律。在这里主要揭示残余应力释放量随着每一个电脉冲波形特征量变化的变化规律，比如要确定电流峰值i对于残余应力释放量的影响，则波形宽度d和波形斜率l保持不变，进而研究电流峰值i在什么范围内变化使得残余应力释放量较大，然后在确定合适的电脉冲波形时，选取较大残余应力释放量所对应的电流峰值i变动范围内的电流峰值i。确定特征量波形宽度d和波形斜率l时采用如上同样的方法。即所述的第一评价手段为在确定合适的电脉冲波形时，选取较大残余应力释放量所对应的电脉冲波形特征量变动范围内的电脉冲波形特征量。所述的残余应力释放量指的是材料电脉冲时效技术处理前和电脉冲时效技术处理后的残余应力的差值。
(5)确定残余应力释放量与电脉冲波形特征量之间的函数模型。建立残余应力释放量与所述的三个电脉冲波形特征量之间的函数模型，并对数据库中的残余应力释放量与步骤(3)中获得的三个电脉冲波形特征量进行拟合，得到残余应力释放量与电脉冲波形特征量之间的函数表达式f(i,d,l)。
(6)对步骤(5)中得到的函数表达式求解单个特征量的偏导数，并形成确定电脉冲时效电脉冲波形的第二评价手段。分别对函数表达式求解单个特征量的偏导数，即
(7)采用第一评价手段和第二评价手段，确定合适的电脉冲波形。综合考虑第一评价手段和第二评价手段，确定合适的电脉冲波形，确保能够获得较为理想的残余应力消除效果。所述的确定准则指的是：首先，以第二评价手段来确定各个电脉冲波形特征量对于残余应力释放量的影响程度，把对残余应力释放量影响程度最大的特征量作为第一影响特征量，然后以第一评价手段来进一步确定该特征量的取值范围；其次，采用第二评价手段把对残余应力释放量影响程度仅次于第一影响特征量的特征量作为第二影响特征量，然后以第一评价手段来确定该特征量的取值范围；然后，采用第二评价手段把对残余应力释放量影响程度最小的特征量作为第三影响特征量，然后以第一评价手段来确定该特征量的取值范围；最后，在上述三个特征量的取值范围内选取具体的特征值，得到所需的电脉冲波形。在上述三个特征量的取值范围内选取具体的特征值，如果无法得到所需的电脉冲波形时，可以将第三影响特征量的取值范围扩大，如果还是无法得到所需的电脉冲波形时，可以将第二影响特征量的取值范围扩大，以得到所需的电脉冲波形。或者也可以通过调整电脉冲产生电路的元器件的方式来扩大电路参数的选择范围，以得到所需的电脉冲波形。
进一步，所述的基于数据挖掘技术的电脉冲时效电脉冲波形确定方法，其特征在于：所述的电脉冲时效电脉冲波形的特征量包括电流峰值i、波形宽度d以及波形斜率l。所述的波形斜率的物理意义是电脉冲波形在上升阶段的变化速度。
具体来说，本发明的工作过程为：
将实验中采集的电脉冲波形和残余应力值形成一一对应关系并存储于上位机系统中，分别建立电脉冲时效电脉冲波形和材料的残余应力数据库；提取电脉冲时效电脉冲波形的特征量包括电流峰值i、波形宽度d以及波形斜率l，采用单因素试验方法，得到每一个电脉冲波形特征量对于残余应力释放量的影响规律，并形成确定电脉冲时效电脉冲波形的第一评价手段；建立残余应力释放量与所述的三个电脉冲波形特征量之间的函数模型，并对数据库中的残余应力释放量与三个电脉冲波形特征量进行拟合，得到残余应力释放量与电脉冲波形特征量之间的函数表达式f(i,d,l)；对函数模型求解单个特征量的偏导数，即
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
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