工程材料综合评价系统研究与实现
在为获得低成本、高性能产品而选材用材,以及采用新材料不断替换传统材料的当今社会,选材的重要性日益突出。因此,建立工程材料综合评价系统,对由数据库查询所获得的满足具体工况要求的一组候选材料进行综合评价,从而实现科学合理选材,已成为最近国内外工程选材研究的热点。 本文在分析国内外综合评价的现状与不足的基础之上,针对工程选材的实际情况,从综合评价中指标体系的建立、指标的定量分析、指标权重的确定和评价方法的选择这四个环节出发,展开了系统全面的研究,并以Delphi7为开发平台,编程实现了工程材料综合评价系统。 在介绍评价指...
在为获得低成本、高性能产品而选材用材,以及采用新材料不断替换传统材料的当今社会,选材的重要性日益突出。因此,建立工程材料综合评价系统,对由数据库查询所获得的满足具体工况要求的一组候选材料进行综合评价,从而实现科学合理选材,已成为最近国内外工程选材研究的热点。 本文在分析国内外综合评价的现状与不足的基础之上,针对工程选材的实际情况,从综合评价中指标体系的建立、指标的定量分析、指标权重的确定和评价方法的选择这四个环节出发,展开了系统全面的研究,并以Delphi7为开发平台,编程实现了工程材料综合评价系统。 在介绍评价指标选取原则和先进选材思想(使用性能、工艺性能、经济性和绿色性)的基础上,根据工程材料评价指标的特点,确定其评价指标体系属于树型结构。提出了应用目标分解法选择评价指标的三种具体方式,并采用该法构建了静态与动态相结合的工程材料评价指标体系。 在介绍工程材料定性评价指标定量化、指标同向化和无量纲化方法的基础上,针对评价过程中,可能出现候选材料某一评价指标具有完全相同或非常接近的取值,以及某一指标数据所表达的信息与其他指标所表达的信息有较大重叠这两种情况,定义了区分度和无关度的概念,提出基于区分度(指标内定量分析)和累积无关度(指标间定量分析)的工程材料评价指标定量分析(筛选)法,确定了指标定量筛选的依据,并分别通过对6种不锈钢低温材料的8个评价指标和5种热作模具钢的13个评价指标进行的定量分析,对上述方法的合理性进行了验证。结果表明,通过上述方法对工程材料评价指标进行定量分析,删除冗余指标和相关指标后,可得到科学的指标体系。 构建了基于层次分析法的工程材料评价指标主观权重确定模型,运用该模型确定了低温存储罐材料8个评价指标的主观权重;针对熵权法所得指标权重差别太大,与实际不相符这一现象,提出并构建了基于改进熵权法的工程材料评价指标客观权重确定模型,运用该模型确定了髋关节植入金属材料9个指标的客观权重;构建了基于BP神经网络法的工程材料评价指标智能权重确定模型,运用该模型确定了汽车车身保护涂层材料8个评价指标的智能权重。在分析上述三种权重确定模型优缺点的基础上,提出了权重置信度的概念,建立了基于置信度的工程材料评价指标主、客观及智能型组合赋权法,并运用该法确定了低温存储罐材料8个评价指标的组合权重。结果表明,组合赋权法所得工程材料评价指标权重更加合理和准确,避免了单一权重确定法的不足。 针对理想解法和主成份分析法自身存在的不足,分别进行了改进。并分别对候选电绝缘材料和低温存储罐材料进行了评价。结果表明,改进方法所得候选材料的的排序效果更加合理。此外,运用加权平均法、改进灰色关联度法和模糊综合评价法分别对候选燃气涡轮叶片材料、轴承材料和刀具材料进行了评价。在对上述五种综合评价法的优缺点进行分析的基础之上,针对单一方法所得评价结果易被质疑这一情况,提出了基于“众数”理论与“序号和”理论的工程材料组合评价法,组合上述五种方法所得评价结果。在采用组合权重的基础之上,对多种候选低温存储罐材料进行了组合评价。结果表明,组合评价法由于从多个角度进行评价,有效地消除了单一评价法的不足,因而所得评价结果更加全面、合理和可靠。 以Delphi7为开发平台,采用面向对象的程序设计方法,运用多文档界面的窗体设计风格,设计了动态与静态相结合的数据表,将上述工程材料评价指标体系的建立、指标的定量分析、指标权重的确定和综合评价过程用软件实现,开发出工程材料综合评价系统。
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作者: 张天云
学科专业: 材料学
授予学位: 博士
学位授予单位: 兰州理工大学
导师姓名: 杨瑞成
学位年度: 2008
语 种: chi
分类号: TP399 TB30
在线出版日期: 2009年8月21日