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机器学习技术在航空材料领域的应用

机器学习技术在航空材料领域的应用

摘要：机器学习技术在航空材料领域具有广阔的发展前景，并在材料选择、设计和优化等方面发挥着重要作用。首先简要论述机器学习技术在航空领域中的优势和潜力，概述机器学习的技术发展、算法类别和特征及其局限性，介绍机器学习在科学研究中，特别是复杂材料数据形式下的常规的或潜在的应用。其次，主要关注机器学习在航空材料领域的研究现状，探讨近年来利用机器学习辅助高温合金材料、高强度结构材料、热防护涂层材料及功能与智能材料的研究进展，并阐述机器学习驱动航空材料研究的策略和方法。最后，对机器学习辅助航空材料研发所面临的挑战进行展望，通过推动数据资源的开放共享、深化领域知识和物理规律在机器学习模型中的融合，以及不同类型数据的特征一致性转换，助力航空材料研究向大数据驱动的材料科学第四范式转型。
航空 2025年11月19日
航空航天领域用增材制造金属材料的研究进展

航空航天领域用增材制造金属材料的研究进展

摘要:从航空航天领域对增材制造金属材料的需求出发，介绍了增材制造金属材料在航空航天领域的应用以及市场规模。评述了铁基合金、镍基合金、钛合金、铝合金等增材制造合金的微观组织和力学性能。总结了４种增材制造合金在航空航天领域关键零件中的典型应用实例。指出了航空航天领域用增材制造金属材料存在的问题及未来的研究方向。
航空 2024年11月19日
航空结构件机器人磨抛离线编程技术研究

航空结构件机器人磨抛离线编程技术研究

摘要：针对航空结构件机器人打磨中存在的离线编程过程复杂问题，提出一种基于Catia离线编程的机器人打磨轨迹规划方法，利用自主开发的后置处理软件快速生成打磨程序，通过Vericut开发搭建机器人磨抛仿真环境，通过3D视觉粗标定和探头精确标定的组合标定策略提高工件坐标系的标定精度，并基于标定结果实现磨抛程序和仿真环境的快速调整。将该方法可用于框类航空结构件腹板抛光打磨，试验结果表明，该方法生成的程序能够快速精确完成结构件打磨作业，具有一定的实用性，打磨后零件表面粗糙度Ra为 3.2μm，满足打磨要求。
航空 2025年04月18日
高能量长续航无人机电池的开发及制备

高能量长续航无人机电池的开发及制备

摘要：以高镍三元单晶和多晶颗粒为正极材料，制备出了3种体系的正极极片。负极材料采用高首效和低膨胀的硅氧颗粒，并制备成负极极片。通过软包电池叠片和注液工艺，制备成单体电芯。采用3种不同的化成工艺对单体电池进行激活，经过高温加压和阶梯式充电电流方式化成的电池，循环500 周后容量保持率高达95.3%。最终制备的单体电池在常温2 C 放电条件下表现出优异的电化学性能，放电容量为23 Ah，能量密度达到269 Wh/kg。在常温1 C/2 C循环1000次后，电池容量保持率达到88.3%。单体电池在高温柜放置7天后，电池的容量保持率达到95.7%，容量恢复率为97.4%。该电池还具有优异的放电倍率性能，以1 C放电容量为基准值，10 C的放电容量比达到了83.3%。按照国家标准，电池还顺利通过了严格的加热和外短路安全要求测试。此外，通过选用一致性更高的6块单体电池以串联的方式进行组装，成功制备出了无人机电池组。该电池组尺寸为81 mm×183 mm×71 mm，重量为1902 g，2 C放电能量密度为240 Wh/kg，可满足不同倍率下放电，使之能够在多种复杂工作条件下为无人机提供可靠的动力支持。
航空 2024年10月25日
SiGe合金综述：最新的研究进展及热电性能优化策略

SiGe合金综述：最新的研究进展及热电性能优化策略

摘要：硅锗（SiGe）合金作为代表性中高温热电材料，在太空探测航天器的辅助电源上，已经获得了较为广泛的应用。SiGe合金具备结构稳定、元素丰富、无毒、耐高温、易于工业集成等显著优势，但较低的热电性能限制了SiGe合金的实际应用与推广。基于此，本文综述了SiGe基热电材料在电、热两方面的协同优化策略，以及相关最新研究进展。在电学方面，揭示了调制掺杂、能量过滤机制等优化策略对提高SiGe合金的功率因子的重要性；在热学方面，详细回顾了降低SiGe合金晶格热导率的诸多策略，包括纳米结构化、SiGe-金属硅化物/硅化物复合以及SiGe-氧化物复合策略，并比较了不同优化策略对晶格热导率的降低效果。通过电热输运参数的协同优化，p型和n型SiGe基热电材料的zT值分别达到了1.81（1100K）和1.7（1173K），为当前文献报道的最高值。本文对于SiGe块体材料的热电性能的进一步优化提供了一定的参考。
航空 2025年04月07日
极端环境下航空航天复合材料设计进展及应用现状

极端环境下航空航天复合材料设计进展及应用现状

摘要：综述了极端环境下航空航天复合材料的设计进展及应用现状。首先分析了国内外复合材料的研究现状，阐述了复合材料在军民用飞机、运载火箭等装备中的典型应用场景。在此基础上，重点探讨了温度载荷、机械冲击和化学腐蚀等极端环境因素对复合材料性能的影响机理，揭示了多场耦合作用下材料的损伤演化规律。在设计方法层面，深入阐述了组分设计、结构设计和铺层设计3 个关键环节的研究进展，特别强调了多尺度模拟方法和智能优化算法在提升材料设计方面的重要作用。最后基于当前技术瓶颈与未来需求，对航空航天复合材料的发展趋势进行了展望。
航空 2026年09月15日
航空航天复杂曲面构件精密成形技术的研究进展

航空航天复杂曲面构件精密成形技术的研究进展

摘要：对于当前航空航天飞行器中广泛存在的金属复杂曲面构件的高性能发展需求，提出研发针对叶片类零件、大口径薄壁弯管以及复杂钣金构件的楔横轧短流程制坯、颗粒填料辅助推弯成形以及高能率冲击液压成形等精密成形技术，分别从工艺原理、设备、模具及典型零部件应用等方面对上述技术的研究进展进行阐述和介绍。
航空 2024年10月14日
吸波材料/结构及吸波-承载功能一体化结构研究进展

吸波材料/结构及吸波-承载功能一体化结构研究进展

摘要：随着现代科学技术的迅速发展，电子信息设备的普及极大改善了人们的生活质量，但随之也带来了电磁干扰与电磁辐射等安全问题，尤其是对于国防军工领域，雷达测试技术的改进升级使武器装备的生存力面对巨大威胁。因此迫切需要开发高性能的电磁吸波材料来抑制电磁干扰与辐射，防止信息泄露。本文以吸波材料与吸波结构应用为切入点，对各种吸波材料的电磁波损耗机制进行了系统地整理，同时探讨了吸波结构的主要应用手段，并以此为基础阐述了吸波材料与吸波结构的研究现状与发展趋势，进一步分析了目前研究发展中吸波材料与吸波结构具备的优势与不足，最后提炼出了吸波领域未来需要解决的关键科学问题，针对现今吸波材料与结构功能一体化研究的不足，提出了关于未来研究方向的关键性建议。在此所讨论的方法与提出的策略有望对未来吸波-承载结构创新型设计提供一定的指导。
航空 2024年12月27日
基于拓扑优化的无人机机翼增材制造接头结构轻量化设计

基于拓扑优化的无人机机翼增材制造接头结构轻量化设计

摘要： 为实现大尺寸无人机机翼接头结构在轻量化、高强度与增材制造可行性之间的多目标协同优化，创新性地提出一种融合自支撑工艺约束的拓扑优化与静力学迭代协同设计方法. 基于选区激光熔化(SLM) 技术特性，采用变密度法(SIMP) 对Al-Mg-Sc-Zr 高强铝合金接头壁板进行拓扑优化，首次引入悬挑角θ≥45°的工艺约束，以应力不超过180 MPa 为强度目标、重量减少60% 为轻量化约束，实现了结构性能与制造可行性的同步优化. 通过有限元分析验证，优化后接头重量降低13.78%，最大等效应力由183.251 MPa 降至175.451 MPa(降幅4.4%)，应力分布更趋合理；最大变形量0.079 mm，仍满足0.1 mm 的变形极限. 结果表明，通过结构—工艺协同设计，实现了轻量化与承载性能的同步提升，为无人机承力构件"设计—制造一体化"提供了创新方法与实践依据.创新点： (1) 提出融合自支撑约束的拓扑优化方法，实现结构与工艺协同设计.建立性能与工艺适配策略，通过拓扑优化实现轻量化与应力优化.
航空 2026年09月07日
镍基高温合金增材制造技术及其在航天领域应用进展

镍基高温合金增材制造技术及其在航天领域应用进展

摘要：镍基高温合金在高温环境下具有抗氧化性能好、力学性能优的特点，在火箭发动机、超燃冲压发动机等领域有着广泛的应用。增材制造技术以其“近净成形”的优势，可实现传统加工方式难以实现的含流道、薄壁等复杂结构件的成形，进一步推动了镍基高温合金在航天领域的应用。本文以增材制造技术研究最透彻的GH4169/IN718为例，概括了增材制造镍基高温合金的力学性能、微观组织特征，总结了增材制造高温合金在航天领域的应用进展。
航空 2024年12月09日