合金材料用醫(yī)療器械上有哪些優(yōu)點

合金材料用醫(yī)療器械上有非常多的使用價值，目前采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)計模型對擠壓鑄造工藝制備的A413/B4C合金材料的硬度、抗拉強度和屈服強度進行了模擬。作者用18個數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練，用9個數(shù)據(jù)進行測試，用雙曲正切sigmoid函數(shù)(TANSIG)和線性傳遞函數(shù)(PURELIN)作為激活函數(shù)，用Levenberg-Marquardt算法和梯度下降動量BP算法(traindm)作為訓(xùn)練算法。合金材料有三個輸入層，三個輸出層和50 + 50個神經(jīng)元在兩個隱藏層。在訓(xùn)練和測試之前，將數(shù)據(jù)歸一化到范圍(0-1)內(nèi)。MSE、R和預(yù)測百分比誤差是系統(tǒng)的性能指標(biāo)。

合金材料用Levenberg-Marquardt算法觀察到最優(yōu)的結(jié)構(gòu)是隱藏層數(shù)和神經(jīng)元數(shù)為2，結(jié)果與實驗值吻合較好。硬度R為0.96,UTS和YS為0.95,MAPE為1.42,UTS為0.62,YS為0.59。結(jié)果表明，合金材料所提出的模型可以節(jié)省成本和時間。采用33個全設(shè)計(三層三因素)的階乘設(shè)計來設(shè)計輸入和結(jié)果變量之間的聯(lián)系，采用試驗設(shè)計(DOE)與方差分析(ANOVA)來確定各因素對響應(yīng)的顯著性。

合金材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的壓力分別為70、105、140 MPa，模具預(yù)熱溫度分別為150、225、300℃，B4C率分別為4、8、12 wt.%。R2為95.25%，調(diào)整后R2為93.83%，模型效果良好。擠壓壓力為44-46%左右對力學(xué)性能影響較大，而B4C wt.%為33-43%左右，模具預(yù)熱溫度為9-16%左右。合金材料響應(yīng)的所有p值均小于0.005。壓力、B4C速率和模具預(yù)熱溫度的最佳配比分別為140 MPa、12 wt.%和225℃，可獲得最大的力學(xué)性能。