基于自组织映射的增材制造中数据驱动式微观组织和显微硬度设计

论文摘要

为了在镍基高温合金的增材制造（AM）中设计微观组织和显微硬度,本研究提出了一种新的数据驱动方法,该方法结合了物理模型、实验测量和数据挖掘方法。该模拟基于计算热流体动力学（Ct FD）模型,可以获得热行为、凝固参数（如冷却速度）和凝固层的稀释率。根据计算出的热信息,可利用经过充分测试的力学模型估算枝晶臂间距和显微硬度。通过实验测定试样的微观结构和显微硬度,与模拟值进行比较验证。为了实现过程-组织-性能（PSP）关系的可视化,模拟及实验数据集被输入到数据挖掘模型——自组织映射（SOM）中。在多目标下,工艺参数的设计窗口可以从可视化映射中得到。这种被提出的方法可用于AM和其他数据密集型工艺过程。过程、组织和性能之间的数据驱动联系可能会有利于在线过程监控控制,从而获得理想的微观组织和力学性能。

论文目录

• 1. 引言
• 2. 实验数据集
• 3. 基于物理的模拟数据集
• 4. 用于可视化PSP关系的数据挖掘
• 5. 结论
• 1.Introduction
• 2.Experimental dataset
• 3.Physics-based simulation dataset
• 4.Data mining for visualizing PSPs linkages
• 5.Conclusion

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 甘政涛,李恒阳,Sarah J.Wolff,Jennifer L.Bennett,Gregory Hyatt,Gregory J.Wagner,曹简,Wing Kam Liu

关键词: 增材制造,数据科学,多重物理建模,自组织映射,微观组织,显微硬度,镍基高温合金

来源: Engineering 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑,信息科技

专业: 金属学及金属工艺,计算机软件及计算机应用,自动化技术

单位: Department of Mechanical Engineering, Northwestern University

基金: 美国国家科学基金会（NSF）网络物理系统（CPS)(CPS,CMMI-1646592）的支持,西北数据科学计划（DSI,171474500210043324）的支持,数字制造和设计创新研究所（DMDII15-07）的支持,结构材料设计中心（CHi Ma D,70 NANB14H012）的支持,西北大学材料研究中心MRSEC项目（NSF DMR-168 1720139）的支持~~

分类号: TP18;TP311.13;TG132.3

页码: 295-306

总页数: 12

文件大小: 3643K

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