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材料与冶金学报2025年第04期:基于机器学习的合金钢拉伸性能预测及SHAP特征分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:曹健 ;刘立忠 ;李耀威 ;刘双 ;

单位:东北大学材料科学与工程学院;东北大学辽宁省轻量化用关键金属结构材料重点实验室;

摘要:利用数据驱动的机器学习方法,将成形工艺和化学成分作为输入特征,对材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率进行预测.采用局部离群因子(LOF)法对样本进行有效的异常值检测剔除,建立支持向量机回归、随机森林、极限梯度提升和多层感知机4种机器学习算法,并对算法进行网格搜索超参数及5折交叉验证.结果表明,除支持向量机回归外的3种算法均表现出较好的拟合效果.结合沙普利可加性模型解释(SHAP)方法和特征重要性分析,为机器学习算法的预测过程增加可解释性,分析样本特征对合金钢拉伸性能的影响.

关键词:机器学习;;合金钢;;拉伸性能;;SHAP

基金资助:国家自然科学基金面上项目(U1460107)