【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及表面工程和性能评估，特别是一种基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法。
技术介绍
1、球墨铸铁作为一种重要的工程材料，其优异的力学性能和良好的铸造性能使其在机械、汽车、管道等领域得到广泛应用。近年来，随着工业技术的不断进步，对球墨铸铁耐磨性能的要求日益提高。传统的耐磨性能评估方法主要依赖于宏观力学试验和显微组织分析，这些方法虽然直观，但往往耗时耗力，且难以揭示材料微观结构与宏观性能之间的内在联系。随着材料科学的发展，研究者们逐渐认识到材料表面的电子结构对其性能有着重要影响。电子功函数作为表征材料表面电子结构的重要参数，其与材料的物理化学性质密切相关。然而，将电子功函数与球墨铸铁耐磨性能直接关联的研究尚属罕见，这一领域仍有巨大的探索空间。
2、现有的球墨铸铁耐磨性能评估方法存在以下不足：首先，传统的磨损试验方法虽能直接反映材料的耐磨性能，但难以提供微观机理的解释，且试验过程耗时长、成本高；其次，基于显微组织分析的方法虽能揭示材料的微观结构特征，但难以准确预测其宏观耐磨性能；再者，现有的评估方法往往忽视了材料表面电子结构对耐磨性能的影响，这限制了对材料性能的全面理解和精确调控。此外，缺乏一种能够综合考虑材料成分、微观结构和表面电子特性的系统评估方法，这使得球墨铸铁的耐磨性能优化面临挑战。因此，亟需开发一种新型的、能够从微观电子结构层面揭示球墨铸铁耐磨性能本质的评估方法。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
2、因
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法，其包括，
5、采集球墨铸铁表面的电子功函数数据和材料特性数据；
6、提取所述电子功函数数据的特征，得到电子功函数特征；
7、基于所述电子功函数特征，建立数学模型分析所述电子功函数数据和所述材料特性数据的相关性；
8、分析所述电子功函数特征与耐磨性能之间的关系，建立综合评估模型评估球墨铸铁的耐磨性能。
9、作为本专利技术所述基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法的一种优选方案，其中：所述材料特性数据包括化学成分数据和显微组织表征数据；
10、所述电子功函数特征包括平均电子功函数值、电子功函数标准差、局部分布和空间分布特征。
11、作为本专利技术所述基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法的一种优选方案，其中：所述空间分布特征采用梯度和空间积分两个基础数学工具来捕捉所述电子功函数数据的空间变化特征，采用下式表示：
12、；
13、其中，为空间权重函数，为二维电子功函数分布，为梯度算子，为空间变化特征量；
14、所述空间权重函数具体如下式所示：
15、；
16、其中，a 是振幅，控制权重的最大值，(, )是中心点坐标，通常选择为感兴趣区域的中心，是标准差，控制高斯分布的宽度；
17、所述二维电子功函数分布采用下式表示：
18、；
19、其中，是对的偏导数，表示方向上的变化率，是对的偏导数，表示y方向上的变化率，和是x和y方向的单位向量。
20、作为本专利技术所述基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法的一种优选方案，其中：建立数学模型分析所述电子功函数数据和所述材料特性数据的相关性：
21、确定所述电子功函数特征与所述材料特性数据的相关系数，生成相关系数矩阵；
22、基于所述相关性系数矩阵进行多元回归分析；
23、进行残差分析检验相关性假设是否成立；
24、根据所述数学模型的拟合优度判断是否完成所述电子功函数数据和所述材料特性数据的相关性分析。
25、作为本专利技术所述基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法的一种优选方案，其中：所述拟合优度根据决定系数判断；
26、所述决定系数的计算如下式所示：
27、；
28、其中， 是观测值，是模型预测值，是观测值的平均值，m为样本数量，r²为决定系数。
29、作为本专利技术所述基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法的一种优选方案，其中：建立综合评估模型评估球墨铸铁的耐磨性能包括如下步骤：
30、初步捕捉所述材料特性与所述耐磨性能的线性关系，得到第一相关性；
31、对所述第一相关性进行非线性变换，得到第二相关性；
32、对所述第二相关性进行交互效应分析，得到第三相关性；
33、对所述材料特性与所述耐磨性能进行因子分析，并整合所述第三相关性得到所述综合评估模型的输出；
34、根据所述综合评估模型的输出确定耐磨性能。
35、作为本专利技术所述基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法的一种优选方案，其中：所述第一相关性的计算采用下式表示：
36、；
37、其中，为第i个输入参数，为对应的回归系数，n为参数总数；
38、所述第二相关性的计算采用下式表示：
39、；
40、其中，f() = ln(1 + )，用于对部分参数进行对数变换；k为不需要非线性变换的参数数量；
41、所述第三相关性的计算采用下式表示：
42、；
43、其中，为交互项系数，表示和两个参数之间交互作用的强度，是第p个输入参数，是第q个输入参数；
44、所述综合评估模型的输出采用下式表示：
45、；
46、其中，为第s个共同因子，为其影响系数，t为选择的因子数量，为综合评分。
47、第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控系统，其包括：
48、采集模块，用于采集球墨铸铁表面的电子功函数数据和材料特性数据；
49、特征提取模块，用于提取所述电子功函数数据的特征，得到电子功函数特征；
50、分析模块，用于基于所述电子功函数特征，建立数学模型分析所述电子功函数数据和所述材料特性数据的 相关性；分析所述电子功函数特征与耐磨性能之间的关系；
51、评估模块，用于建立综合评估模型评估球墨铸铁的耐磨性能。
52、第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法的任一步骤。
53、第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法的任一步骤。
【技术保护点】
1.一种基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法，其特征在于：所述材料特性数据包括化学成分数据和显微组织表征数据；
3.如权利要求2所述的基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法，其特征在于：所述空间分布特征采用梯度和空间积分两个基础数学工具来捕捉所述电子功函数数据的空间变化特征，采用下式表示：
4.如权利要求3所述的基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法，其特征在于：建立数学模型分析所述电子功函数数据和所述材料特性数据的相关性：
5.如权利要求4所述的基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法，其特征在于：所述拟合优度根据决定系数判断；
6.如权利要求5所述的基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法，其特征在于：所述建立综合评估模型评估球墨铸铁的耐磨性能，具体如下：
7.如权利要求6所述的基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法，其特征在于：所述第一相关性的计算采用下式表示：
...【技术特征摘要】
1.一种基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法，其特征在于：所述材料特性数据包括化学成分数据和显微组织表征数据；
3.如权利要求2所述的基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法，其特征在于：所述空间分布特征采用梯度和空间积分两个基础数学工具来捕捉所述电子功函数数据的空间变化特征，采用下式表示：
4.如权利要求3所述的基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法，其特征在于：建立数学模型分析所述电子功函数数据和所述材料特性数据的相关性：
5.如权利要求4所述的基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性能评估与调控方法，其特征在于：所述拟合优度根据决定系数判断；
6.如权利要求5所述的基于电子功函数的球墨铸铁耐磨性...
【专利技术属性】
技术研发人员：高恒，唐昀青，高树海，陈玉华，李秀芳，陈松林，
申请(专利权)人：盐城震业机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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