Evolution of convex structure during counter-rotating electrochemical machining based on kinematic modeling

Counter-rotating electrochemical machining (CRECM) is a novel electrochemical machining (ECM) method, which can be used to machine convex structures with complex shapes on the outer surface of casings. In this study, the evolution of the convex structure during CRECM is studied. The complex motion form of CRECM is replaced by an equivalent kinematic model, in which the movement of the cathode tool is realized by matrix equations. The trajectory of the cathode tool center satisfies the Archimedes spiral equation, and the feed depth in adjacent cycles is a constant. The simulation results show that the variations of five quality indexes for the convex structure: as machining time increases, the height increases linearly, and the width reduces linearly, the fillets at the top and root fit the rational function, and the inclination angle of the convex satisfies the exponential function. The current density distributions with different rotation angles is investigated. Owing to the differential distribution of current density on workpiece surface, the convex is manufactured with the cathode window transferring into and out of the processing area. Experimental results agree very well with the simulation, which indicates that the proposed model is effective for prediction the evolution of the convex structure in CRECM.     

电化学技术在复合材料腐蚀研究中的应用

用循环伏安曲线和交流阻抗谱测试技术研究了不同溶液浸泡对复合材料性能的影响,探讨了电化学表征参数与复合材料腐蚀程度之间的相关性.实验结果显示,随着浸泡时间的延长,试样的反应电阻逐渐减小,双电层电容逐渐增大,并且浸泡于酸性探针和碱性探针溶液中的试样的电化学参数比浸泡于中性探针溶液中的试样的电化学参数变化幅度更大.实验结果表明利用电化学参数的变化可以反映碳纤维增强环氧树脂基复合材料的腐蚀程度,即可以用阻抗值和电流值的大小变化表征复合材料的耐蚀性.      

非平行直纹面的电解磨削

为解决整体叶轮扭曲叶片型面的精加工难题,本文进行了五轴联动数控展成电解磨削的基础研究.在分析平行直纹展成电解磨削整体叶轮扭曲叶片的过切误差、得到过切误差计算公式的基础上,提出用圆锥磨轮和组合式五轴联动数控方案来消除过切误差的方法.文中还介绍了数控展成电解磨床的结构与运动、经济型多轴数控系统及其联动控制方法,并建立了电解磨削非平行直纹展成曲面的数学模型,开发了五轴联动数控展成电解磨削自动数控编程系统,对航空发动机整体叶轮的叶片型面进行电解磨削.结果表明,加工效率比手工修磨、抛光提高了12倍以上.     

钛合金EJM加工中超声辅助作用研究

本文致力于研究钛合金在应用超声辅助（UA）进行电解液喷射加工（EJM）时的表现。钛合金进行EJM加工时，工件表面易生成钝化层进而导致加工效率降低。本文分别对应用氯化钠（NaCl）电解液和硝酸钠（NaNO3）电解液的超声辅助钛合金EJM加工效果进行研究，通过分析比较常规EJM加工以及功率一定，频率分别为25,68,135kHz的三种超声辅助EJM加工所得钛合金样槽的表面氧化物百分比、深宽比、表面粗糙度和微观形貌，论证了UA在钛合金EJM加工中的具体作用，为改进钛合金EJM加工的质量与效率提供了新的思路与方法。     

IMA平台分区分析方法研究

依照综合模块化航空电子系统（Integrated modular avionics ，IMA）平台的健壮性分区特点，IMA平台必须能够为驻留应用和驻留功能提供健壮分区隔离和其他保护能力，这些措施要允许多个驻留应用共享一个平台及平台上的资源，且自身的资源支持系统级分布功能在容错网络上运行。根据综合模块化航空电子系统开发指南与认证考虑RTCA DO-297标准中关于IMA平台健壮性分区、安全性以及认可证明数据的要求，本文对IMA平台分区分析展开研究，重点对IMA平台及其组件通用处理模块（General processing module, GPM）、航空数据网络ARINC664交换机和远程数据集中器（Remote data concentrator, RDC）进行分区分析方法的研究。给出每个组件的分区分析策略和目标，明确每个任务需要进行的活动，为IMA平台及其组件的健壮性分析、缓解潜在风险、安全性分析和认可提供充足的证据。     

固定阴极电化学切割规律研究

在研究固定阴极扩孔、切割等加工的成型规律时，通常将极间电场简化为平行平面场。然而当阴极宽度不能远远大于极间间隙时，采用这种处理方式将产生很大的误差。根据电磁场理论，文中提出了一种研究固定阴极电化学切割规律的更为严密的处理方法，并且基于这一思路分析了用该加工方式在阳极被加工面上某处电场强度、电流密度、加工速度等在加工过程中的变化规律，建立了基本能反映加工实际过程的一般数学模型。根据所建的数学模型对一     

利用电化学方法制备有序多孔硅阵列

采用电化学刻蚀的方法，在自制的电解槽中制备n型〈100〉晶向多孔硅条状阵列。通过扫描电子显微镜对生成的多孔硅进行形貌观察，并对多孔硅条状阵列的生长速率与形貌进行了初步的理论分析和实验研究。实验结果表明，多孔硅的生长速率主要由临界电流密度决定，多孔硅生成初始阶段产生锥形刻痕的原因是初始电流密度比较小，加大电流密度可以消除刻痕。多孔硅分又是由孔间距远远大于自由电荷区而产生的，而深槽中出现分立小孔的原因是反应产生的氢气阻碍了阳极氧化的进行。本实验结果对开展多孔硅进一步的研究工作具有指导意义。     

飞行器风洞模型的快速制造技术

基于快速成型技术,提出了飞行器风洞模型的快速制造技术方案。通过研究测压风洞模型的尺寸补偿、孔道设计及结构布置规律,发展了孔道一体化测压模型的快速制造技术;发展了结构相似气动弹性模型的设计与制造方法,并通过模态实验校核了精度;通过快速成型技术与电化学沉积技术的结合,发展了金属-树脂复合测力模型的快速制造方法,提高了模型的强度和刚度;论证了该技术在周期和成本等方面的优越性。该技术克服了传统加工的局限,提供轻质风洞模型制造的高精度、短周期、低成本的整体解决方案,为发展新型试验技术等提供基础,这能够提升风洞模型设计与制造的自动化水平,有助于该领域传统技术的革新,对新型飞行器的研制具有重要意义。     

飞机的应力腐蚀与防护

应力腐蚀代表着最重要的腐蚀问题之一，它对飞机的使用寿命和飞行安全影响最甚。本文较详尽地阐述了此种腐蚀的形成条件和腐蚀过程，并利用电化学腐蚀与腐蚀控制原理逐一探讨各影响因素的防止措施，以达到延长飞机寿命和确保飞行安全的目的。     

电解加工发动机叶片阴极进给方向的优化

 超薄扭曲叶片由于叶型超薄、型面复杂、精度要求高, 目前主要以电解加工作为首选加工工艺。以某新型发动机叶片为研究对象, 对电解加工阴极的进给方向、毛坯装夹位置做了优化选择并对叶片型面采样点的法线方向与阴极斜向进给方向的夹角分布做了详细的阐述, 为阴极型面的设计打下了坚实的基础。