NiTiHf high temperature shape memory alloy design with the assistance of machine learning
Makine öğreniminin yardımıyla NiTiHf yüksek sıcaklık şekil hafızalı alaşım tasarımı
- Tez No: 719193
- Danışmanlar: PROF. DR. DEMİRCAN CANADİNÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
Şekil hafızalı alaşımlar, belirli sıcaklıkların üzerinde şekil değişikliklerini telafi etmelerine izin veren benzersiz bir özellik sergiler; bu nedenle uyumlu bir aktüatör olarak dikkate değer bir seçenektir. Havacılık ve petrol endüstrisinde yüksek sıcaklıklı aktüatörlere yönelik artan talep, yüksek sıcaklıkta şekil hafızalı alaşımlar arayışını motive etmektedir. NiTiHf alaşımlarının yüksek çalışma sıcaklığı aralığı, orta süneklik ve dikkate değer ölçüde düşük maliyeti, onları çeşitli yüksek sıcaklık şekil hafızalı alaşım sistemlerinden ayırır. Bununla birlikte, üçlü bir alaşım sistemi olarak NiTiHf alaşımları, analizi önemli yatırımlar gerektiren geniş bir arama alanına sahiptir. Öte yandan, malzeme biliminde makine öğreniminin uygulanmasının deneysel araştırmalara umut verici ve uygun fiyatlı bir alternatif olduğu kanıtlanmış ve mevcut çalışmaya ilham vermiştir: makine öğrenimi yardımıyla 400 ℃ ötesinde faz dönüşümü gösterebilen NiTiHf şekil hafızalı alaşım tasarlama. Bu çalışmada, çok katmanlı ileri beslemeli bir sinir ağı algoritması ile eğitim için NiTiHf alaşımı üzerine mevcut literatürden kapsamlı bir veri seti oluşturulmuştur. Optimize edilmiş sinir ağı modeli aracılığıyla, keşfedilmemiş NiTiHf arama uzayının faz dönüşüm sıcaklıkları tahmin edildi. Ni49.7Ti26.6Hf23.7 ve Ni50Ti27Hf23 alaşımları olmak üzere istenen işlevlere sahip iki yeni bileşim, makine öğrenimi tahminlerini doğrulamak için seçildi. İlki, yeni alaşım tasarımında makine öğreniminin başarısını doğrulayan yüksek döngüsel kararlılığa sahip 403,5 °C'lik bir Af sıcaklığı gösterdi.
Özet (Çeviri)
The shape memory alloys demonstrate a unique property that allows them to recover enormous shape changes above certain temperatures; therefore, they are a notable option as a compliant actuator. Increasing demand in the aerospace and oil industry for high-temperature actuators motivates the search for high-temperature shape memory alloys. High operating temperature range, medium-ductility, and remarkably lower cost of NiTiHf alloys distinguish them from various high-temperature shape memory alloy systems. However, as a ternary alloy system, NiTiHf alloys have vast search space to be analyzed, which requires significant investment. On the other hand, the implementation of machine learning in material science has been proven promising and affordable alternative for experimental search, which gave inspiration to current work: designing NiTiHf shape memory alloy that can exhibit phase transformation beyond 400 ℃ with the assistance of machine learning. In this work, a comprehensive dataset was established from the available literature on NiTiHf alloy for training by a multilayer feedforward neural network algorithm. Via the optimized neural network model, phase transformation temperatures of unexplored NiTiHf search space were estimated. Two novel compositions with desired functions, namely the Ni49.7Ti26.6Hf23.7, and the Ni50Ti27Hf23 alloys, were selected to validate machine learning predictions. The former demonstrated an Af temperature of 403.5 °C with high cyclic stability, which verifies the success of machine learning in new alloy design.
Benzer Tezler
- Determining the effects of transformation induced plasticity and creep plasticity on the functional fatigue life of nitihf high temperature shape memory alloys
Nitihf yüksek sicaklik şekil hafizali alaşimlarinda faz dönüşümü ile tetiklenen plastik deformasyon ve sürünme plastik deformasyonun fonksiyonel yorulma ömrüne etkisinin belirlenmesi
HALİL ONAT TUĞRUL
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BENAT KOÇKAR
- Training effect on the two-way shape memory behavior of nitihf high temperature shape memory alloy
Şekil hafıza eğitiminin nitihf yüksek sıcaklıklı şekil hafızalı alaşımın iki yönlü şekil hafıza davranışı üzerindeki etkisi
HÜSEYİN CEMAL TAŞTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BENAT KOÇKAR
- Investigation of the effect of aging under stress on the shape memory properties of ni-rich nitihf high temperature shape memory alloy
Nikelce zengin nitihf yüksek sıcaklık şekil hafızalı alaşımın şekil belleği özelliklerine gerilme altında yaşlandırma etkisinin araştırılması
HALDUN HALİS
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BENAT KOÇKAR
- Influence of cold rolling and subsequent annealing processes on the functional fatigue properties of high temperature nitihf shape memory alloys
Soğuk haddeleme ve sonraki tavlama işlemlerinin yüksek sıcaklık nitihf şekil hafızalı alaşımların fonksiyonel yorulma özellikleri üzerindeki etkisi
SONER RUMELLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BENAT KOÇKAR
- The determination of the functional fatigue life of high temperature shape memory alloys after cold rolling process
Yüksek sıcaklık şekil hafızalı alaşımların soğuk haddeleme işlemi sonrası fonksiyonel yorulma ömürlerinin tayini
MUSTAFA SEFA VELİPAŞAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BENAT KOÇKAR