【技术实现步骤摘要】
基于神经网络的中子衍射峰位预测方法、设备和介质
[0001]本专利技术涉及中子散射
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材料残余应力计算领域，尤其是指一种基于神经网络的中子衍射峰位预测方法、设备和介质。
技术介绍
[0002]现阶段国内尖端制造业与美国、德国等发达国家存在巨大的差距，为了补齐诸如新材料设计、航空发动机制造、集成电路芯片研制等短板，国家将深入实施智能制造。因此为了推动制造业的优化升级，将加快高端新材料和先进航空发动机及燃气轮机等技术的研发验证，推进大涵道比大型涡扇航空发动机、F级和G/H级重型燃气轮机等课题的研究，为了充分研究材料内应力产生机理，提升中国超精密加工技术的发展水准，现在中国原子能科学研究院研制了一台中子应力谱仪(Neutron Stress Spectrometer)。中子应力谱仪的研制旨在探测材料/ 构件深部残余应力和宏观应力场，服务于工程构件精确设计和制造及服役性能的精确评估，以及材料
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构件一体化、重大装备安全运行的工程需求，探索多相材料组成相之间的内应力相互作用与变化、循环应力作用下材料...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于神经网络的中子衍射峰位预测方法，其特征在于，包括：系统预设置：对探测仪正中间位置与入射中子束之间的夹角进行测量校准为预设角度2θ，使用中子束对被测材料进行衍射，使用中子探测仪采集被测材料衍射时产生的中子；获取中子衍射数据：将中子探测仪每个信道的位置转换成信道偏离角Δθ，根据预设角度2θ和信道偏离角Δθ得到中子探测仪每个信道的角度；并根据中子探测仪每个像素块采集到的中子数量，统计中子探测仪每个信道的衍射强度和强度误差；模型架构搭建：搭建中子衍射峰位预测模型的神经网络架构，包括隐藏层的数量、每个隐藏层以及输入层与输出层的神经元数量；以中子探测仪各信道的角度作为输入、衍射强度作为输出，将强度误差引入到损失函数，对搭建的神经网络进行训练，即对角度与衍射强度之间的函数关系进行拟合，得到的中子衍射峰位预测模型即为角度与衍射强度之间的函数关系；根据拟合得到的角度与衍射强度之间的函数关系，找到衍射强度最大值所对应的角度，即为被测材料的中子衍射峰位。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个信道的衍射强度，是指该信道上所有像素块接收到的中子数量的累加和。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，统计中子探测仪每个信道的衍射强度和强度误差的方法为：(1)计算中子探测仪每个像素块的中子采集效率：垂直于中子探测仪的二维面探的每个像素块，均匀地打上相同数量的中子，再统计每个像素块实际采集的中子数，计算每个像素块的中子采集效率：素块的中子采集效率：式中，i表示二维面探中的第i行，j表示二维面探得第j列，N
ij
表示第i行第j列像素块所获取的中子数量，N代表二维面探中一个维度的像素块的数量，而N
avg
代表每个像素块的平均中子数，eff.factor
ij
表示第i行第j列像素块的中子采集效率；(2)根据像素块的中子采集效率，对像素块采集到的中子数量进行校准，得到像素块的衍射强度和强度误差：衍射强度和强度误差：式中，为第i行第j列像素块采集到的中子数量，为校准后的数据，即为第i行第j列像素块的衍射强度；代表中子探测仪二维面探中第i行第j列像素块的强度误差；(3)沿中子探测仪的信道分布方向，对每个信道上所有像素块的衍射强度和强度误差分别进行累加，得到该信道的衍射强度和强度误差。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取到中子衍射数据后，先对数据进行
预处理，包括背底数据裁切和噪声数据清除处理，再使用预处理得到的中子衍射数据训练神经网络。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对中子衍射数据中的背底数据进行裁切的方法为：对中子衍射数据进行分析，确定被测材料对应的衍射峰形；根据确定的衍射峰形，初始化衍射峰形的参数，包括峰值、半宽高、峰位；基于初始化峰值对应的角度，参照初始化的半宽高，采用Levenberg
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Marquardt算法对中子衍射数据中的背底数据进行裁切清除；具体裁切方法为：(a1)对效率校准后的中子...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨柳，张俊宇，陈庭轩，胡志刚，钟掘，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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