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铝锂合金疲劳性能及预测研究-基于试验和"浅层"+"深度"混合神经网络方法

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铝锂合金以其优异的力学性能在航空航天领域有着愈发重要的应用,是目前发展最为迅速的轻量化材料之一.疲劳与断裂是引起航空航天结构件失效的主要原因之一,且疲劳破坏具有很强的不确定性和突发性,因此针对铝锂合金疲劳性能评估及预测成为研究热点.开展考虑取样方向、缺口等因素的2A97铝锂合金疲劳试验,获得8组完整S-N曲线,分析相关因素对铝锂合金疲劳性能的影响;提出一种基于浅层网络+深度学习的混合神经网络模型,首先利用浅层算法对低周疲劳试验数据进行训练,实现了数据衍生,进而通过深度学习精准预测出不同工况下的铝锂合金疲劳极限.该方法为快速精确评估材料疲劳性能研究提供新的解决思路.
Fatigue Performance Prediction Study of Al-Li Alloy-based on Experimental and"Shallow"+"Deep"Hybrid Neural Network Methods
With its excellent mechanical properties,aluminum-lithium alloy has increasingly important in aerospace field and is one of the most rapidly developing lightweight materials.Fatigue and fracture are one of the main causes of failure of aerospace structural components,and fatigue damage is highly uncertain and sudden,so its fatigue performance evaluation and prediction has become a hot research topic.The fatigue experiments of 2A97 aluminum-lithium alloy considering the sampling direction,notch,etc.are carried out to obtain eight sets of complete S-N curves and the influence of relevant factors on the fatigue performance of aluminum-lithium alloy are analyzed.A hybrid neural network model based on shallow network and deep learning is innovatively proposed.The shallow algorithm is used to train the low cycle fatigue experimental data to realize data derivation at first,and then accurately predict the fatigue limit of aluminum-lithium alloy under different working conditions by deep learning.This method provides a new way for the research of fast and accurate evaluation of fatigue properties of materials.

aluminum-lithium alloyfatigue performanceshallow networksdeep learning

赵德望、姜超、赵延广、杨文平、樊俊铃

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安徽理工大学机电工程学院 淮南 232000

大连理工大学工程力学系 大连 116024

哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院 哈尔滨 150001

中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室 西安 710065

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铝锂合金 疲劳性能 浅层网络 深度学习

安徽省自然科学基金安徽省高校科学研究重点航空科学基金中国博士后科学基金面上

2308085ME166KJ2021A0417202000090230042020M680947

2024

机械工程学报
中国机械工程学会

机械工程学报

CSTPCD北大核心
影响因子:1.362
ISSN:0577-6686
年,卷(期):2024.60(16)