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机器学习在航空发动机钛合金研究中的应用进展
作者: 弭光宝     孙圆治     吴明宇     李培杰   来源: 航空制造技术 年份: 2024 文献类型 : 期刊 关键词: 合金成分优化   性能预测   机器学习   主动学习   航空发动机钛合金  
描述: 高性能航空发动机的不断发展对钛合金的综合性能提出更高要求,基于不同合金化元素作用机理的材料成分设计技术是实现钛合金改性的重要途径。对于日益复杂的航空发动机钛合金材料体系,不同元素的相互作用机理及精准设计难度极大。基于Mo当量和密度泛函等传统设计已不能满足未来需求,机器学习成为一种可行且高效的理论工具。本文在介绍钛合金机器学习基本原理和方法的基础上,综述通过机器学习实现航空发动机钛合金成分设计及工艺优化的最新研究成果,重点比较不同机器学习模型在预测力学性能及高温氧化性能上的特点及优势,最后对未来基于主动学习框架设计航空发动机钛合金成分的研究方法进行展望,指出Mo/Al当量设计与机器学习相结合、复杂多组元合金材料简化元素设计等是今后重要发展方向。
航空发动机钛合金在微尺度下摩擦着火特性数值计算分析
作者: 弭光宝   梁贤烨   李培杰   曹京霞   黄旭   来源: 航空制造技术 年份: 2021 文献类型 : 期刊 关键词: 着火温度及延迟时间   摩擦着火模型   数值计算   钛合金   阻燃性能  
描述: 叶片与机匣的异常摩擦是航空发动机钛火发生的主要热源。将航空发动机钛合金摩擦着火过程的微凸起/微碎片作为研究对象,建立考虑摩擦热源的微尺度着火模型,计算分析了粒径、摩擦系数、氧浓度和流速等因素的影响规律,并与经典模型进行比较。结果表明:临界着火温度及延迟时间随着粒径的减小不断降低,随着摩擦系数下降不断增大,随着氧浓度增加不断降低,随着流速的提高而呈上升趋势;当粒径为82.5μm时,经典模型与摩擦模型的临界着火温度分别为825K和677K,着火延迟时间分别为0.035s和0.032s;当摩擦系数减小0.2时,其临界着火温度提高约20K,而着火延迟时间提高约10s;当氧浓度为50%时,经典模型与摩擦模型的着火温度分别为826K和782K;当流速为310m/s时,经典模型与摩擦模型的着火温度分别为966K和964K,着火延迟时间分别为0.54s和0.43s。
航空发动机阻燃钛合金力学性能预测及成分优化
作者: 李雅迪   弭光宝   李培杰   曹京霞   黄旭   来源: 工程科学学报 年份: 2022 文献类型 : 期刊 关键词: 力学性能   成分优化   阻燃钛合金   支持向量机算法   合金化元素  
描述: 采用支持向量机算法,在实验数据的基础上,建立航空发动机阻燃钛合金的合金化元素与力学性能关系模型,分析合金化元素对力学性能的影响规律.模型的输入参数为V、Al、Si和C元素,输出参数为室温拉伸性能(抗拉强度、屈服强度、延伸率和断面收缩率).结果表明:各个力学性能支持向量机模型的线性相关系数均在0.975以上,具有较高的预测能力;各个力学性能测试样本实验值与模型预测值的绝对百分误差均在5%以内,具有良好的泛化能力,能够有效地反映出阻燃钛合金的合金化元素与力学性能之间的定量关系,进而实现对该合金的成分优化.对于Ti-35V-15Cr阻燃钛合金,可以通过加入质量分数为0~0.1%的Si元素和质量分数为0.05%~0.125%的C元素,并减少质量分数为2%~5%的V元素,来提高力学性能;对于Ti-25V-15Cr阻燃钛合金,可以通过加入质量分数为1.5%~1.8%的Al元素和质量分数为0.15%~0.2%的C元素,来提高力学性能.
航空发动机阻燃钛合金力学性能预测及成分优化
作者: 李雅迪   弭光宝   李培杰   曹京霞   黄旭   来源: 工程科学学报 年份: 2022 文献类型 : 期刊 关键词: 力学性能   成分优化   阻燃钛合金   支持向量机算法   合金化元素  
描述: 采用支持向量机算法,在实验数据的基础上,建立航空发动机阻燃钛合金的合金化元素与力学性能关系模型,分析合金化元素对力学性能的影响规律.模型的输入参数为V、Al、Si和C元素,输出参数为室温拉伸性能(抗拉强度、屈服强度、延伸率和断面收缩率).结果表明:各个力学性能支持向量机模型的线性相关系数均在0.975以上,具有较高的预测能力;各个力学性能测试样本实验值与模型预测值的绝对百分误差均在5%以内,具有良好的泛化能力,能够有效地反映出阻燃钛合金的合金化元素与力学性能之间的定量关系,进而实现对该合金的成分优化.对于Ti-35V-15Cr阻燃钛合金,可以通过加入质量分数为0~0.1%的Si元素和质量分数为0.05%~0.125%的C元素,并减少质量分数为2%~5%的V元素,来提高力学性能;对于Ti-25V-15Cr阻燃钛合金,可以通过加入质量分数为1.5%~1.8%的Al元素和质量分数为0.15%~0.2%的C元素,来提高力学性能.
航空发动机钛合金分子动力学计算技术研究进展
作者: 弭光宝     孙若晨     吴明宇     谭勇     邱越海     李培杰     黄旭   来源: 航空材料学报 年份: 2024 文献类型 : 期刊 关键词: 分子动力学技术   分子力场   模拟计算   航空发动机钛合金  
描述: 未来航空发动机推重比等性能不断提升,对钛合金部件的高温力学及结构稳定性等提出更高的需求。传统实物实验在时间、空间尺度的局限性日益凸显,对于微观瞬态现象及机理的深入研究存在一定难度。而分子动力学(molecular dynamics,MD)计算技术以原子/分子模型为计算对象,在引入牛顿经典力学与经验参数的基础上,较量子计算方法大幅度提高了计算效率,从而成为实现航空发动机钛合金工艺参数优化与组织性能计算的重要技术途径。本文在概述MD计算空间与时间尺度优势基本原理的基础上,重点介绍通过MD计算方法研究钛合金成形制造、微观组织与结构、力学与热力学性能、材料设计和力场开发等方面的研究进展,以及有助于航空发动机钛合金耐高温性能提升的代表性结论。最后结合航空发动机钛合金对MD计算技术的需求,展望未来研究方向,指出基于MD计算方法的钛合金高通量成分设计、训练针对成熟钛合金成分体系的分子力场和将新型ReaxFF(reactive force field)反应力场引入钛合金燃烧机理研究中面临的挑战。
飞行员地面加压呼吸训练改革与实践应用
作者: 王云英     白雁清     李培杰     吉耀轩     许文超     白云刚   来源: 空军航空医学 年份: 2025 文献类型 : 期刊 关键词: 航空生理训练   加压呼吸   航空航天生理学   高空生理   虚拟现实技术  
描述: 飞行员地面加压呼吸训练改革与实践应用
“全过程-全要素”课程考核模式在航空航天生理学心血管教学模块中的探索与实践
作者: 曹青林     于菲     李培杰     卜英睿     张斌     宋一辰     张琳     谢满江     叶晓龙   来源: 心脏杂志 年份: 2025 文献类型 : 期刊 关键词: 全要素   考核模式改革   教学质量   全过程  
描述: “全过程-全要素”课程考核模式在航空航天生理学心血管教学模块中的探索与实践
虚拟仿真技术在航空心血管生理训练实践教学中的应用——以“加压呼吸训练”为例
作者: 李培杰     卜英睿     曹青林     张斌     白云刚     宋一辰     谢满江     张琳   来源: 心脏杂志 年份: 2025 文献类型 : 期刊 关键词: 实践教学   航空生理训练   虚拟仿真技术   加压呼吸训练  
描述: 虚拟仿真技术在航空心血管生理训练实践教学中的应用——以“加压呼吸训练”为例
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