《航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术优化研究》教学研究课题报告

《航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术优化研究》教学研究课题报告目录一、《航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术优化研究》教学研究开题报告二、《航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术优化研究》教学研究中期报告三、《航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术优化研究》教学研究结题报告四、《航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术优化研究》教学研究论文《航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术优化研究》教学研究开题报告一、研究背景与意义

航空发动机作为飞机的“心脏”，其性能与可靠性直接决定着航空装备的作战效能与安全寿命，而涡轮盘作为发动机中承受温度最高、应力最复杂的关键热端部件，其制造质量直接影响发动机的整体性能与服役安全。在涡轮盘制造过程中，内部微小缺陷的精准检测是质量控制的核心环节，传统无损检测方法如超声检测、射线检测等在复杂几何结构和高导磁性材料检测中存在局限性，电磁无损检测技术因其非接触、高效率、对表面及近表面缺陷敏感等优势，已成为涡轮盘制造中不可或缺的质量保障手段。然而，随着航空发动机向高推重比、高可靠性方向发展，涡轮盘材料向高温合金、粉末冶金等难加工材料演进，结构设计向薄壁化、轻量化、复杂化特征发展，现有电磁检测技术在检测灵敏度、缺陷定量精度、抗干扰能力及智能化水平等方面逐渐难以满足日益严苛的工程需求。例如，在粉末冶金涡轮盘中，微观组织不均匀性易对检测信号产生强烈干扰，导致缺陷误判漏判；在复杂型面涡轮盘检测中，传感器与工件间隙波动严重影响信号稳定性；传统信号处理方法对弱缺陷特征的提取能力不足，制约了检测精度的提升。这些问题不仅制约了涡轮盘制造质量的进一步提升，也成为影响我国航空发动机自主研制进程的关键技术瓶颈。因此，开展航空发动机涡轮盘制造过程中电磁无损检测技术的优化研究，突破现有技术瓶颈，构建高精度、高可靠性、智能化的检测技术体系，对于提升涡轮盘乃至整个航空发动机的质量保障能力、推动我国航空制造技术高质量发展、实现航空发动机自主可控具有重要的理论意义和工程应用价值。从教学视角看，本研究将电磁无损检测技术的工程实践与理论教学深度融合，通过技术优化过程中的问题导向、方案设计、实验验证等环节，能够有效培养学生的工程思维能力、创新实践能力和复杂问题解决能力，为航空制造领域高素质人才培养提供有力支撑，对推动相关专业课程教学改革、提升教学质量具有积极作用。

二、研究目标与内容

本研究以航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术为研究对象，聚焦现有技术在工程应用中的核心瓶颈问题，旨在通过理论创新、方法优化与系统集成，构建一套适应涡轮盘复杂制造场景的高性能电磁无损检测技术体系。具体研究目标包括：一是揭示涡轮盘材料微观组织特性与电磁检测信号响应的内在关联机制，建立考虑材料不均匀性的缺陷信号定量评价模型，提升复杂材料背景下缺陷检测的准确性；二是突破传统传感器设计局限，开发自适应间隙补偿与多模态信息融合的电磁检测传感器，解决复杂型面涡轮盘检测中的间隙敏感问题；三是研究基于深度学习的弱缺陷特征提取与智能识别算法，实现对微弱缺陷信号的高效分离与精准量化，克服传统信号处理方法在低信噪比环境下的性能瓶颈；四是构建电磁无损检测技术优化集成平台，完成实验室验证与典型涡轮盘部件的工程应用验证，形成一套可复制、可推广的涡轮盘电磁检测技术方案。围绕上述目标，研究内容主要涵盖以下几个方面：首先，开展涡轮盘制造过程中电磁无损检测技术现状调研与瓶颈分析，系统梳理高温合金、粉末冶金等典型涡轮盘材料的电磁特性检测难点，明确技术优化的关键科学问题；其次，深入研究涡轮盘材料微观组织（如晶粒尺寸、析出相分布、孔隙率等）对电磁检测信号的影响规律，建立基于电磁场理论的缺陷-组织信号耦合模型，为缺陷定量评价提供理论支撑；再次，面向涡轮盘复杂型面检测需求，开展新型电磁传感器结构设计，结合柔性传感阵列技术与动态间隙补偿算法，实现传感器与工件间的自适应贴合与信号稳定采集；同时，针对检测信号中强噪声干扰与弱缺陷特征共存的问题，研究基于深度学习的信号去噪与特征提取方法，构建卷积神经网络与长短期记忆网络相结合的混合模型，提升弱缺陷的识别精度与鲁棒性；最后，通过仿真分析与实验验证相结合的方式，对优化后的检测技术进行系统性能评估，包括检测灵敏度、定量精度、抗干扰能力及检测效率等指标，并在典型涡轮盘部件上进行工程应用验证，形成完整的技术优化方案与应用指南。

三、研究方法与技术路线

本研究采用理论分析、仿真模拟、实验验证与工程应用相结合的研究思路，以问题为导向，以技术创新为核心，通过多学科交叉融合实现电磁无损检测技术的系统性优化。在理论分析阶段，通过系统梳理电磁检测领域的基础理论与前沿进展，结合涡轮盘材料的电磁特性与制造工艺特点，运用电磁场理论、材料科学、信号处理等多学科知识，建立缺陷-材料-信号之间的映射关系模型，揭示现有技术瓶颈的内在机理，为技术优化提供理论依据。仿真模拟阶段采用多物理场耦合仿真方法，利用COMSOLMultiphysics、ANSYS等有限元软件，构建涡轮盘电磁检测过程的数值模型，模拟不同材料组织、缺陷类型、检测参数下的电磁场分布与信号响应特性，通过参数化分析与优化设计，筛选出具有潜力的技术方案，缩短研发周期并降低实验成本。实验验证阶段分为实验室验证与工程应用验证两个层次：实验室层面搭建电磁检测实验平台，制备含人工缺陷（如平底孔、裂纹、气孔等）的涡轮盘材料试件，对比优化前后检测技术的性能指标，包括缺陷检出率、定量误差、信噪比提升等；工程应用层面选取典型涡轮盘部件进行实际检测，验证优化技术在真实制造环境中的有效性与可靠性，收集现场数据并反馈迭代技术方案。技术路线设计上，遵循“问题识别—理论建模—仿真优化—实验验证—工程应用”的逻辑主线，具体步骤如下：首先，通过文献调研与企业实地走访，明确涡轮盘制造过程中电磁无损检测的实际需求与技术痛点，形成问题清单；其次，基于电磁场理论与材料特性分析，建立缺陷信号预测模型，通过仿真模拟识别影响检测性能的关键因素，如传感器参数、激励频率、信号处理算法等；再次，针对关键因素开展单因素优化与多因素协同优化，设计新型传感器结构与信号处理算法，并通过仿真验证优化效果；随后，搭建实验平台进行原理性验证，根据实验结果调整优化方案，形成成熟的技术体系；最后，与航空制造企业合作开展工程应用示范，将优化后的技术纳入涡轮盘制造质量控制流程，形成技术标准与应用案例。在整个研究过程中，注重教学与科研的深度融合，将理论建模、仿真分析、实验设计等环节转化为教学案例，引导学生在解决实际工程问题的过程中掌握专业知识与技能，实现科研反哺教学的目标。

四、预期成果与创新点

本研究通过系统优化航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术，预期将形成一系列具有理论突破、技术创新和工程应用价值的成果，同时为航空制造领域人才培养提供实践支撑。在理论成果方面，将揭示涡轮盘材料微观组织（如晶粒尺寸、析出相分布、孔隙率等）与电磁检测信号的内在关联机制，建立考虑材料不均匀性的缺陷定量评价模型，填补现有理论在复杂材料电磁检测中的空白；提出多物理场耦合下的缺陷信号演化规律，为电磁检测技术的深度优化提供科学依据。技术成果方面，将开发出具有自适应间隙补偿功能的柔性电磁传感器阵列，解决复杂型面涡轮盘检测中的间隙敏感问题；构建基于深度学习的弱缺陷特征提取与智能识别算法，实现信噪比提升30%以上的微缺陷精准识别；形成一套集传感器优化、信号处理、智能分析于一体的电磁无损检测技术集成平台，具备检测灵敏度≤0.1mm、定量误差≤5%的性能指标。应用成果方面，将形成涡轮盘电磁无损检测技术标准规范及操作指南，在典型航空发动机制造企业开展工程应用示范，预计使涡轮盘检测效率提升40%，误判率降低50%以上，为航空发动机自主研制提供关键技术保障。教学成果方面，将编写《航空发动机涡轮盘电磁无损检测技术》教学案例集，开发包含仿真模拟、实验操作、工程问题解决模块的虚拟教学平台，培养学生复杂工程问题分析与解决能力，推动航空制造专业课程教学改革。

创新点体现在三个维度：一是理论创新，突破传统电磁检测中“材料-缺陷-信号”线性分析框架，建立微观组织与电磁信号的非线性耦合模型，揭示复杂材料背景下缺陷信号的产生与演化机理，为涡轮盘制造质量控制提供新的理论视角；二是技术创新，首次将柔性传感阵列技术与动态间隙补偿算法融合应用于涡轮盘电磁检测，结合卷积神经网络与长短期记忆网络的混合深度学习模型，实现对弱缺陷特征的鲁棒提取与精准量化，解决传统方法在低信噪比环境下的性能瓶颈；三是应用创新，构建“理论建模-仿真优化-实验验证-工程应用”全链条技术转化模式，将优化后的检测技术与涡轮盘制造工艺深度结合，形成可复制、可推广的技术解决方案，同时通过科研反哺教学，实现技术创新与人才培养的协同发展，为航空制造领域“产教融合”提供实践范例。

五、研究进度安排

本研究计划用18个月完成，分为六个阶段有序推进。第一阶段（第1-3个月）：开展文献调研与需求分析，系统梳理国内外电磁无损检测技术的研究现状与发展趋势，深入航空发动机制造企业调研涡轮盘制造过程中的检测痛点，明确技术优化方向与关键科学问题，完成研究方案细化与团队分工。第二阶段（第4-6个月）：进行理论研究与模型构建，基于电磁场理论与材料科学原理，分析涡轮盘材料微观组织对电磁检测信号的影响规律，建立缺陷-组织信号耦合模型，利用COMSOLMultiphysics软件构建多物理场仿真模型，为技术优化提供理论支撑。第三阶段（第7-9个月）：开展传感器设计与算法开发，针对涡轮盘复杂型面特点，设计柔性电磁传感器阵列结构，结合动态间隙补偿算法优化传感器性能；同时，基于深度学习理论，构建弱缺陷特征提取与智能识别算法，完成算法训练与初步验证。第四阶段（第10-12个月）：进行实验验证与性能评估，搭建电磁检测实验平台，制备含人工缺陷的涡轮盘材料试件，对比优化前后检测技术的灵敏度、定量精度、抗干扰能力等指标，根据实验结果调整传感器结构与算法参数，形成成熟技术方案。第五阶段（第13-15个月）：实施工程应用与成果转化，选取典型涡轮盘部件开展实际检测验证，收集现场数据并迭代优化技术方案，与企业合作制定涡轮盘电磁无损检测技术标准，完成教学案例集与虚拟教学平台开发。第六阶段（第16-18个月）：总结研究成果与论文撰写，系统梳理研究过程中的理论创新、技术突破与应用成效，撰写学术论文与研究报告，申请相关专利，完成研究总结与验收准备。

六、经费预算与来源

本研究经费预算总计65万元，具体包括设备费20万元，主要用于电磁检测实验平台搭建、传感器测试设备购置及仿真软件升级；材料费15万元，用于涡轮盘材料试件制备、传感器材料采购及实验耗材；测试化验加工费12万元，包括第三方检测机构对试件的缺陷标定、样品成分分析及性能测试；差旅费8万元，用于企业调研、学术交流及工程应用现场验证；劳务费7万元，用于研究生补贴、专家咨询及数据处理人员劳务；其他费用3万元，用于文献资料购买、会议注册及成果发表等。经费来源拟通过国家自然科学基金青年项目（申请经费30万元）、航空制造领域专项科研基金（申请经费25万元）及企业横向合作经费（申请经费10万元）等多渠道筹集，确保研究经费充足且使用规范，保障研究任务顺利实施。

《航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术优化研究》教学研究中期报告一、引言

航空发动机涡轮盘作为发动机核心承力部件，其制造质量直接关乎整机性能与飞行安全。电磁无损检测技术凭借非接触、高效率、对表面及近表面缺陷敏感等优势，已成为涡轮盘制造质量控制的关键手段。伴随航空发动机向高推重比、长寿命方向演进，涡轮盘材料向高温合金、粉末冶金等难加工材料发展，结构设计向薄壁化、复杂化特征演变，传统电磁检测技术在复杂几何适应性、弱缺陷识别精度及抗干扰能力等方面面临严峻挑战。本教学研究项目以《航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术优化研究》为载体，深度融合科研实践与教学创新，旨在通过技术突破与教学转化，破解涡轮盘检测难题，同时为航空制造领域培养具备复杂工程问题解决能力的高素质人才。项目自启动以来，团队聚焦电磁检测技术的理论创新、方法优化与工程应用，在技术攻关与教学改革双轨并进中取得阶段性进展，本报告系统梳理研究进展、阶段性成果及后续工作方向。

二、研究背景与目标

当前航空发动机制造领域对涡轮盘的质量要求达到前所未有的高度，内部微小缺陷的精准检测成为制造流程中的核心控制环节。传统电磁检测技术在应对粉末冶金涡轮盘微观组织不均匀性干扰、复杂型面间隙波动影响及微弱缺陷信号提取等方面存在明显局限，导致检测灵敏度不足、定量精度偏低、误判漏判率高等问题，严重制约了涡轮盘制造质量的提升。同时，在工程实践教学中，学生往往难以将电磁检测基础理论与复杂工程场景有效结合，缺乏对技术瓶颈的认知与创新能力培养的实践平台。在此背景下，本研究以涡轮盘电磁检测技术优化为切入点，致力于构建“理论-技术-教学”三位一体的创新体系。研究目标明确指向三个维度：其一，突破现有电磁检测技术瓶颈，建立适应复杂材料与结构的高精度检测方法；其二，开发智能化检测系统，提升检测效率与可靠性；其三，将科研成果转化为教学资源，通过项目式教学强化学生的工程思维与创新实践能力，实现科研反哺教学的良性循环。

三、研究内容与方法

本研究围绕电磁检测技术的核心瓶颈与教学转化需求，系统开展理论建模、技术创新与教学实践三大模块研究。在理论层面，深入探究涡轮盘材料微观组织（如晶粒尺寸、析出相分布、孔隙率等）与电磁检测信号的耦合机理，建立考虑材料不均匀性的缺陷信号定量评价模型，为技术优化提供理论支撑。在技术创新层面，重点攻关三项关键内容：一是研发自适应间隙补偿的柔性电磁传感器阵列，解决复杂型面检测中的间隙敏感问题；二是构建基于深度学习的混合信号处理模型，融合卷积神经网络与长短期记忆网络，实现对弱缺陷特征的高效提取与精准识别；三是集成传感器优化、信号处理与智能分析功能，形成一体化检测技术平台。在教学方法层面，将科研案例融入教学实践，开发包含仿真模拟、实验操作、工程问题解决模块的虚拟教学平台，编写《航空发动机涡轮盘电磁检测技术》教学案例集，引导学生参与技术优化全过程，培养其复杂系统分析与创新能力。研究方法采用理论分析、仿真模拟、实验验证与工程应用相结合的闭环模式：以电磁场理论、材料科学为基础，运用COMSOLMultiphysics等软件进行多物理场仿真；通过制备含人工缺陷的涡轮盘试件开展实验验证，对比优化前后检测性能指标；选取典型涡轮盘部件进行工程应用示范，收集现场数据迭代优化技术方案；同时将技术攻关中的关键问题转化为教学案例，实现科研与教学的深度互动。

四、研究进展与成果

项目实施至今，在电磁检测技术优化与教学转化方面取得阶段性突破。理论层面，已建立涡轮盘材料微观组织（晶粒尺寸、析出相分布、孔隙率）与电磁检测信号的定量耦合模型，通过多物理场仿真验证了材料不均匀性对缺陷信号干扰的量化规律，相关成果发表于《航空材料学报》。技术层面，自适应柔性电磁传感器阵列完成原型开发，动态间隙补偿算法使检测间隙波动容忍度提升至±0.5mm，复杂型面检测信号稳定性提高45%；基于深度学习的混合信号处理模型（CNN-LSTM）实现微弱缺陷（≥0.1mm）识别准确率达92%，信噪比提升30%以上。教学转化方面，《航空发动机涡轮盘电磁检测技术》教学案例集初稿完成，包含12个工程问题导向案例；虚拟教学平台搭建了仿真模拟与实验操作模块，已应用于两轮本科生实践教学，学生复杂工程问题解决能力测评平均提升28%。

五、存在问题与展望

当前研究仍面临三大挑战：工程验证环节中，粉末冶金涡轮盘实际检测的孔隙干扰抑制效果未达预期，需进一步优化信号处理算法；柔性传感器在高温环境（≥600℃）下的稳定性测试尚未完成，制约了热端部件检测的适用性拓展；教学案例库的工程场景覆盖度不足，缺乏典型失效案例的深度剖析。后续将重点突破材料-信号耦合模型的工程适应性，开发耐高温传感器封装技术，联合企业补充教学案例库。同时探索将检测技术融入涡轮盘全生命周期质量管控体系，推动从制造端向服役端延伸，为航空发动机健康管理提供技术支撑。

六、结语

本项目通过电磁检测技术的深度优化与教学实践创新，已初步构建“理论突破-技术革新-人才培养”协同发展框架。柔性传感器与智能算法的突破性进展为涡轮盘制造质量提升提供了新路径，教学资源的系统开发则强化了工程人才的核心能力培养。下一阶段将聚焦高温环境适应性提升与工程场景拓展，持续深化科研反哺教学的融合机制，为航空发动机自主研制与高素质人才培养奠定坚实基础。

《航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术优化研究》教学研究结题报告一、概述

《航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术优化研究》教学研究项目历经三年系统攻关，围绕涡轮盘制造质量提升与复合型人才培养的双重目标，构建了“技术创新-教学转化-工程应用”三位一体的闭环体系。项目以电磁检测技术瓶颈为突破口，深度融合电磁场理论、材料科学与人工智能方法，在柔性传感阵列开发、弱缺陷智能识别、高温环境适应性等关键技术上取得突破性进展，同步将科研实践转化为教学资源，形成可复制的产教融合范式。项目成果不仅显著提升了涡轮盘制造质量保障能力，更通过项目式教学强化了学生复杂工程问题解决能力，为航空发动机自主研制与高素质人才培养提供了有力支撑。

二、研究目的与意义

航空发动机涡轮盘作为热端核心部件，其制造质量直接决定发动机推重比、寿命与安全性。传统电磁检测技术在应对粉末冶金材料微观组织干扰、复杂型面间隙波动及微弱缺陷识别等方面存在明显局限，导致检测灵敏度不足、误判率高，成为制约涡轮盘质量提升的关键瓶颈。研究旨在通过电磁检测技术的系统性优化，突破现有技术桎梏，构建高精度、高可靠性的智能检测体系，解决涡轮盘制造过程中的质量控制难题。从国家战略层面看，研究成果将助力航空发动机自主可控，推动高端装备制造技术升级；从工程教育视角看，通过科研反哺教学，将技术攻关中的真实案例、复杂问题转化为教学资源，培养具备创新思维与实践能力的航空制造人才，为行业可持续发展奠定智力基础。研究兼具突破技术壁垒与革新教育模式的双重价值，是实现“制造强国”与“人才强国”战略的重要实践路径。

三、研究方法

项目采用“理论创新-技术突破-教学转化”多维度协同的研究范式，以电磁检测技术优化为核心，通过跨学科交叉融合实现关键技术突破与教学资源创新。在技术攻关层面，运用多物理场耦合理论，建立涡轮盘材料微观组织（晶粒尺寸、析出相分布、孔隙率）与电磁信号的定量映射模型，揭示材料不均匀性对缺陷信号的干扰机理；基于柔性电子技术设计自适应间隙补偿的电磁传感器阵列，结合动态阻抗匹配算法解决复杂型面检测中的间隙敏感问题；创新性融合卷积神经网络（CNN）与长短期记忆网络（LSTM），构建混合深度学习模型，实现对微弱缺陷特征（≥0.1mm）的高效提取与精准识别，信噪比提升30%以上。在教学转化层面，将技术优化过程中的典型问题（如材料-信号耦合分析、传感器结构设计、算法迭代优化）转化为项目式教学案例，开发包含仿真模拟、实验操作、工程问题解决模块的虚拟教学平台；通过“科研团队-学生小组”协同攻关模式，引导学生参与传感器测试、算法训练、工程验证全流程，在解决真实工程问题中深化理论认知与实践能力。研究全程依托校企合作平台，以企业实际需求为导向，通过实验室验证与工程应用示范相结合，确保技术成果的实用性与教学资源的工程贴合度。

四、研究结果与分析

项目通过三年系统攻关，在电磁检测技术优化与教学转化领域取得实质性突破。技术层面，自适应柔性电磁传感器阵列成功实现工程化应用，动态间隙补偿算法将检测间隙波动容忍度提升至±0.5mm，复杂型面检测信号稳定性提高45%，解决了传统检测在涡轮盘榫槽、叶根等区域的适应性难题。基于深度学习的混合信号处理模型（CNN-LSTM）实现微弱缺陷（≥0.1mm）识别准确率达92%，信噪比提升30%，在粉末冶金涡轮盘检测中孔隙干扰抑制效果显著，误判率降低至5%以下。高温环境适应性测试显示，传感器封装技术使其在600℃工况下稳定工作，拓展了热端部件检测的适用边界。教学转化方面，《航空发动机涡轮盘电磁检测技术》教学案例集涵盖15个工程场景，包含材料-信号耦合分析、传感器结构设计、算法迭代优化等典型问题；虚拟教学平台集成仿真模拟、实验操作、故障诊断三大模块，累计服务本科生200余人次，学生复杂工程问题解决能力测评平均提升35%。校企合作示范应用中，技术方案在XX航空发动机企业涡轮盘生产线实现检测效率提升40%，质量成本降低28%，验证了技术的工程实用性与经济价值。

五、结论与建议

本研究构建了“技术创新-教学转化-工程应用”三位一体的协同发展模式，突破涡轮盘电磁检测技术瓶颈的同时，开创了科研反哺教学的实践路径。柔性传感器与智能算法的融合应用，显著提升了复杂材料与结构背景下的检测精度与可靠性，为航空发动机自主研制提供了关键技术支撑。教学资源的系统开发实现了科研成果向教学能力的转化，强化了学生解决复杂工程问题的创新思维与实践能力。建议后续将检测技术向涡轮盘服役期健康管理延伸，开发基于实时监测的预测性维护系统；深化校企合作机制，建立企业导师与高校教师联合指导的“双导师制”，推动技术迭代与人才培养的持续互动；将教学案例库拓展至航空制造全领域，形成覆盖设计、制造、维护全链条的工程教育资源体系，为航空装备高质量发展提供人才保障。

六、研究局限与展望

当前研究仍存在三方面局限：粉末冶金材料孔隙干扰模型在极端微观组织分布下预测精度有待提升；柔性传感器在超高温（≥800℃）环境下的长期稳定性需进一步验证；教学案例库在航空发动机其他关键部件（如燃烧室、涡轮叶片）的覆盖不足。未来研究将聚焦三个方向：一是探索量子传感与电磁检测的融合路径，突破传统检测方法的物理极限；二是构建涡轮盘全生命周期质量数字孪生系统，实现制造-服役数据闭环管理；三是开发跨学科交叉课程模块，将电磁检测技术融入材料科学、人工智能、控制工程等多领域教学，培养具有系统思维的复合型航空制造人才。通过持续深化技术创新与教育改革，为航空发动机的“中国心”跳动注入更强动力。

《航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术优化研究》教学研究论文一、摘要

本研究聚焦航空发动机涡轮盘制造过程中的电磁无损检测技术优化，以解决复杂材料与结构背景下的检测精度瓶颈为核心，构建“技术创新-教学转化-工程应用”三位一体协同模式。通过建立涡轮盘材料微观组织与电磁信号的定量耦合模型，开发自适应柔性电磁传感器阵列及基于深度学习的混合信号处理算法，实现微弱缺陷（≥0.1mm）识别准确率92%、信噪比提升30%，高温环境（600℃）稳定性突破。同步将技术攻关过程转化为《航空发动机涡轮盘电磁检测技术》教学案例集与虚拟教学平台，在200余人次本科生教学中验证复杂工程问题解决能力提升35%。研究成果不仅为涡轮盘制造质量管控提供高精度检测方案，更开创了科研反哺教学的实践范式，为航空发动机自主研制与复合型人才培养提供理论支撑与实践路径。

二、引言

航空发动机作为现代工业皇冠上的明珠，其性能与可靠性直接决定国家装备制造水平。涡轮盘作为发动机热端核心承力部件，长期承受高温高压与离心载荷，制造过程中的微小缺陷可能引发灾难性失效。电磁无损检测技术凭借非接触、高效率、对表面及近表面缺陷敏感的优势，成为涡轮盘质量控制的关键手段。然而，伴随航空发动机向高推重比、长寿命方向演进，涡轮盘材料向高温合金、粉末冶金等难加工材料发展，结构向薄壁化、复杂化特征演变，传统电磁检测技术在材料组织干扰抑制、复杂型面适应性及微弱特征识别等方面遭遇严峻挑战。这种技术瓶颈不仅制约了涡轮盘制造质量的提升，更在工程教育中暴露出学生难以将基础理论与复杂工程场景有效结合的困境。本研究以电磁检测技术优化为切入点，通过技术创新与教学转化双轨并进，旨在破解涡轮盘检测难题的同时，培养具备复杂系统思维与工程创新能力的高素质人才，为航空发动机自主研制注入持续动力。

三、理论基础

电磁无损检测技术基于电磁感应原理，通过交变磁场在导电材料中感应涡流，利用材料缺陷对涡流分布的扰动效应实现缺陷表征。涡轮盘作为高温合金或粉末冶金材料制成的复杂结构件，其电磁检测涉及多物理场耦合与多尺度信号演化。材料微观组织（如晶粒尺寸、析出相分布、孔隙率）显著影响电磁特性