月壤原位成型技术工程适用性浅析

月壤原位成型技术作为月球资源原位利用技术体系中的研究热点,是在月表制造建筑材料及实施月表基础设施建设的关键。文章基于国内外月壤原位成型技术发展现状,根据未来可能的月壤成型任务提出了5种月壤成型技术,分析了其各自涉及的成型体性能与任务需求的匹配性,成本及能耗约束,环境适应性以及成型工艺流程的可实现性等;梳理了形成了月壤原位成型领域的发展建议,对于后续月球资源探测和开发具有一定的借鉴和指导意义。     

2219铝合金拉锻式摩擦塞补焊工艺研究

针对6~8mm厚2219–T87铝合金拉锻式摩擦塞焊工艺进行了研究。结果表明,塞棒/塞孔及砧板成形孔结构及轴向载荷、焊接转速、进给速度等焊接工艺参数均对焊接质量有重要影响。采用圆弧形塞棒、圆柱形塞孔、阶梯锥形底孔的砧板能够改善塞孔附近材料的流动方向和受力条件,进而消除未焊合缺陷。焊接转速7000r/min、焊接压力20~30kN、轴向拉锻力20~30kN、进给速度1.5mm/s是较优的焊接工艺范围。焊接接头中母材侧的热力影响区软化最为明显,硬度值为79.9HV。在优化参数下,焊接接头的抗拉强度可达365MPa,延伸率6%。     

航空复杂壳体高精度孔系精密加工技术

针对航空复杂壳体典型高精度孔系加工时间长、刀具数量多、加工效率低成本高等问题,根据其结构特点及精度要求,设计螺旋槽内冷式台阶钻头、直线刃内冷式台阶铰刀,改进专用复合成型刀具的结构设计,逐步优化调整切削参数.通过多次切削工艺试验摸索匹配专用复合成形刀具的最优工艺参数,形成了适用于航空复杂壳体高精度孔系精密加工的工艺解决方案,并验证可行.     

钛合金超塑性成形过程的数值模拟

以TC4合金层板结构的超塑性成形过程为研究对象,采用有限元软件MARC模拟计算了TC4合金宽弦空心夹芯结构的超塑性成形过程。分别分析了应变速率敏感指数、目标应变速率及扩散连接宽度等参数对贴模过程及壁板厚度分布的影响。结果表明:当应变速率敏感指数较大时,夹芯结构会发生沿纵向挤出延伸变形;当目标应变速率为10-3时,材料表现出较佳的超塑性性能;而扩散连接宽度的大小对超塑性成形后板材壁厚分布的均匀性有一定影响。通过控制最大应变速率的方法,提取出了最优化的压力时间曲线。研究结论可为钛合金空心夹芯结构件的超塑性成形提供理论参考。     

压气机叶片辊轧模具型腔前滑补偿方法

辊轧模腔是叶片无余量辊轧成形的关键,然而压气机叶片辊轧成形过程中存在前滑现象,造成叶片沿辊轧方向精度偏差,需要在模具型腔设计过程中补偿前滑量,以实现叶片沿积叠高度的精确成形。针对叶片辊轧前滑现象,本文提出并研究了基于辊轧前滑补偿的压气机叶片辊轧模具型腔优化设计方法。首先,在分析前滑成因及叶片截面前滑表征模型的基础上,研究了前滑补偿机理并建立了前滑补偿模型,即型腔中心角与叶片积叠高度的对应关系。在此基础上,通过提取表征叶片的工艺模型截面线族,顺次计算截面前滑值并基于前滑补偿模型对辊轧模具型腔中心角进行修正。然后,基于修正后的型腔中心角,建立叶片工艺模型截面线族到型腔截面线族的空间扇态映射法则并进行截面线映射变换,进而基于型腔截面线重构了基于前滑补偿的叶片辊轧模具型腔。最后,通过高置信度数值计算方法比较了前滑补偿模腔和直接空间几何映射模腔辊轧成形叶片的积叠高度。结果表明,优化后的模具型腔能够有效提高叶片积叠轴方向上的成形精度。     

单片闭式波形弹簧加工工艺研究

基于有限元ABAQUS软件平台对单片闭式波形弹簧进行了弯曲回弹数值仿真模拟与分析,研究了单片闭式波形弹簧母材厚度与冲压力和圆角处的回弹量与摩擦系数之间的关系,得出了冲压模具设计规范和波形弹簧加工工艺规范,采用该工艺规范制造的单片闭式波形弹簧已经用于无人机发动机之中,该发动机已通过地面试车考核,由此表明:单片闭式波形弹簧加工工艺是合理、正确和有效的。     

3D打印技术在空间站梦天实验舱上的应用

面对梦天实验舱次结构减重需求，提出了面向3D打印技术的次结构拓扑优化设计的方法，完成并掌握了3D打印次结构从设计、工艺、制造、检验等全周期的研制流程。在梦天实验舱发射载荷条件下，通过结构有限元分析及试验验证，对3D打印次结构性能进行了考核。结果表明:在具有一定强度和刚度裕度的前提下，支架减重效果较为明显，面向3D打印技术的次结构拓扑优化设计的方法具有广阔的工程应用前景。     

Investigation of anode shaping process during co-rotating electrochemical machining of convex structure on inner surface

A novel co-rotating electrochemical machining method is proposed for fabricating convex structures on the inner surface of a revolving part. The electrodes motion and material removal method of co-rotating electrochemical machining are different from traditional electrochemical machining. An equivalent kinematic model is established to analyze the novel electrodes motion,since the anode and cathode rotate in the same direction while the cathode simultaneously feeds along the line of centres. Acc...     

低密度镁锂合金性能强化与精密成形技术

针对轻质高强和近成形复杂结构的技术要求，提出一种基于低密度镁锂合金薄壁筒形件的等温超塑性双向挤压近净成形方法，研究了铸态成形性能、铸态和轧制态在不同温度下的力学性能变化规律。研究结果表明，铸态下延伸率约12%，抗拉强度约145 MPa，轧制态下延伸率变化不大，但抗拉强度提升到180 MPa以上。采用本论文方法镁锂合金的延伸率和抗拉强度显著提高，分别达到21%和216 MPa，表明高温大变形过程中，实现了晶粒细化，大量增强相弥散在晶粒内部，起到性能强化作用，成功实现其性能强化和复杂结构件的精密成形。     

超高强韧稀土镁合金直筒段锻造成形工艺

基于航天型号对超高强韧稀土镁合金构件产品的迫切需求，本文以航天器中的直筒段产品为研究对象，采用近等温锻造挤压成形工艺技术，开展VW84M高强韧稀土镁合金材料的锻造工艺性能研究，分析了直筒段的工艺结构特点，制定了直筒段的锻造成形工艺，通过三维建模、数值模拟技术和成形工艺试验，研究了直筒段的成形过程，分析了坯料的金属流动、温度变化特点，并通过成形工艺试验试制出锻件产品。结果表明，VW84M稀土镁合金在440 ℃的锻造温度时，在合适的挤压速度下具备良好的塑性成形性能，该材料具备实际工程应用能力；数值模拟得到的挤压载荷为64.72 MN，实际挤压载荷为60 MN，相差7.8 %，数值模拟结果与工程试验有较高的结合度；工艺试验得到的直筒锻产品，切、轴向力学性能指标优于预期，抗拉强度不小于340 MPa、屈服强度不小于210 MPa、延伸率不小于6 %的指标值。直筒段产品金属流线分布较为均匀，切向力学性能优于轴向。