基于XGBoost模型的多缺陷点阵结构性能参数预测方法

来源：计量学报杂志2024年第4期北京时间：

作者：张芝威,张玉燕,温银堂,任亚雪

单位：燕山大学 电气工程学院, 河北 秦皇岛 066004

摘要：针对增材制造金属点阵结构缺陷多样性和随机性导致其力学性能难以准确预测问题,提出一种基于参数优化XGBoost模型的点阵结构屈服应力预测模型。基于CT测试数据,提出一种阈值判断准则,用于多种缺陷快速检测和分类。重点研究了支柱直径尺寸和角度偏差缺陷问题,分别以支柱过大、支柱过细、支柱弯曲为主的缺陷数量作为模型输入特征;考虑到缺陷位置具有随机性,将点阵结构层数作为另一种输入特征。根据实测数据建立含缺陷的点阵结构仿真模型,对其屈服应力进行仿真。利用参数优化方法优化预测模型超参数并结合屈服应力仿真结果,实现对结构件屈服应力的预测,其决定系数R2为0.81,均方根误差为18.87。模型预测结果与实际样件实验测试结果对比,其偏差度为7.6%,表明了所建预测模型的有效性。

关键词：力学计量; 屈服应力预测; XGBoost; 固有缺陷; 金属点阵结构

基金资助：河北省科技计划(216Z1704G, 20312202D, 20311001D, 20310401D)