航空发动机钛合金机匣的焊接及热处理技术

复杂结构的钛合金机匣焊接及热处理技术是发动机研制的关键技术之一。本文对某型航空发动机钛合金机匣的焊接工艺进行了较全面的分析介绍,并介绍了两种非常适宜国内现有热处理条件的钛合金机匣焊后去除应力热处理方法。     

钛合金风扇机匣的电子束焊

介绍了钛合金风扇机匣复杂空间曲线焊缝的电子束焊工艺,以及焊接变形的有效控制。     

航空发动机机匣电子束焊接变形模拟分析与优化

为了对焊接变形进行预测与控制,建立了焊接接头的弹塑性有限元模型,并对电子束热源模型进行了校核,获得了接头焊接位置的塑性应变区域大小;建立了风扇叶片机匣3D壳单元有限元模型,并采用固有应变法对机匣焊接变形进行了模拟计算,获取了焊接过程的变形分布,通过实测机匣变形量并与仿真结果进行对标,验证了模型的准确性;通过对风扇叶片机...     

机匣类零件几何变形测量方法的研究与探索

针对机匣类零部件的几何变形测量问题,本文基于组合测量原理,提出了一种通过采集每个安装节处的变形量而获取机匣总体变形参数的技术方案.首先,分析了被测涡轮后机匣的结构特点,建立了机匣几何变形的数学模型并进行了公式推导,解算出了变形后的机匣轮廓形状与偏心位移的表达式;而后应用多台激光位移传感器搭建了非接触式的机匣几何变形精密...     

控制较大尺寸机匣件加工变形的工艺措施

航空发动机机匣类零件的设计结构越来越复杂、尺寸越来越大、壁越来越薄,而设计精度要求却在逐渐提高,机匣件加工后产生的变形问题越显突出。机匣件变形对发动机的装配精度、使用性能和可靠性影响较大,解决机匣件的变形问题迫在眉睫。     

新型可调引射器焊接变形控制及利用方法

为了保证可调引射器运动机构的灵活性,根据其结构特点,采用胀胎结合胀块的定位方法减小筒体变形,合理布局连杆座和耳座位置以利用焊接残余变形,在胀块上安装与连杆座相应的垫块,减小由焊接连杆座引起的凹陷变形,保证了组合件的顺利安装;同时根据同步环摆动的特点,确定同步环灵活摆动的角向位置,有效地满足了可调引射器的机构运动要求.试验结果表明:可调引射器调节片工作时能够保证打开和关闭2个位置的稳固,未发生构件失效等问题,其可靠性初步满足装机要求.     

航空发动机TC4机匣加工变形控制研究

航空发动机机匣零件的设计采用整体化、轻量化设计思想,使得结构复杂、规格尺寸大、薄壁特征多,而设计精度要求却在逐渐提高,机匣件加工后产生的变形问题尤显突出。探讨了薄壁结构机匣零件加工变形产生机理,提出分区去除余量控制加工变形的方法。使用Prism电子斑纹干涉钻孔残余应力仪测量了钛合金TC4机匣毛坯表层深度残余应力,通过有限元仿真结果预测出机匣毛坯内部残余应力分布规律。建立了机匣切削加工的有限元仿真模型并进行数值仿真,对两种工艺路线下的变形进行对比分析。最后,通过机匣的切削加工试验验证了仿真结果的正确性。     

Ti2AlNb合金电子束焊接在航空发动机机匣中的应用

以先进航空发动机机匣为应用对象,开展了Ti2AlNb合金电子束焊接技术研发。分析了焊缝的主要化学成分,研究了焊接接头组织、力学性能和断口形貌,焊接了Ti2AlNb合金机匣并开展考核验证。结果表明,Ti2AlNb合金电子束焊缝成型良好,未出现吸氢和铝元素烧损,可满足Ⅰ级焊缝的质量要求。焊接接头的抗拉强度较高,可达到母材强度的90%以上,但接头的持久性能和低周疲劳性能比母材的明显降低。焊接接头力学性能试样断口主要为沿晶断裂形貌,接头中存在少量的微小气孔。焊接机匣通过了最高腔压为10.0 MPa(焊缝处等效应力约为593.0 MPa)的压力实验和3 000次最高腔压为5.0 MPa(焊缝处等效应力约为261.0 MPa)的低循环疲劳实验。研究结果为Ti2AlNb合金在发动机机匣中的应用提供了参考。     

航空发动机薄壁机匣激光焊接有限元数值模拟

对航空发动机燃烧室薄壁机匣建立了激光焊接的数值分析模型。基于Sysweld的焊接分析功能,用数值方法研究了燃烧室薄壁机匣环缝焊接时引起的焊接变形,模拟了薄壁机匣激光焊接时温度场、应力场的分布以及焊接变形情况。同时对焊接仿真中的热源问题从数学上进行了分析和探讨,在此基础上结合整个薄壁机匣的实际工作状况对其仿真结果进行了定性分析,验证了其分析方法的可行性。     

发动机中介机匣焊接延迟裂纹控锦工艺研究

针对某型发动机中介机匣焊接后产生延迟裂纹的问题,通过梳理原工艺和分析材料的焊接性能,调整工艺方案．获得控制焊接延迟裂纹的有效技术途径。     

某型发动机附件传动机匣应力分析

针对某型涡喷发动机附件传动机匣的支板在台架试车过程中多次出现裂纹的问题,计算了该机匣承受的气体力载荷;通过有限元分析得到了该机匣的应力分布,并与试验值进行了对比.结果表明,计算应力和试验值吻合较好,支板的静强度可满足要求,有必要寻找引起故障的其他原因.为减小应力集中,研究了机匣几何尺寸对支板应力的影响.     

波音胶接工装焊接变形控制

波音胶接工装是波音48段生产中比较重要的工装，它尺寸大，结构复杂，而又焊点多，焊缝长，很容易因为焊接变形造成报废。本文主要从产生变形的原因及防止措施的理论分析，以及对该胶接工装结构的具体分析入手，提出了控制变形的措施。按该措施组装焊接后，取得了满意的效果。     

航空发动机机匣包容性研究综述

从包容定义、机匣种类、设计概念和方法、试验验证、数值仿真、机匣和叶片破坏方式等方面,详细阐述航空发动机包容机匣的现状和发展趋势.简述发展大涵道比涡扇发动机对轻质高包容能力风扇机匣的需求,评述在役及在研大飞机发动机风扇机匣的设计方案,介绍国外从事纤维增强复合材料机匣包容能力研究的情况.并分别从结构改进、低成本复合材料风扇机匣制造技术、全复合材料机匣缠绕规律、耐高温复合材料机匣、叶片包容过程的多学科整机耦合响应分析、智能包容机匣等方面,简要论述我国高推质比发动机和大飞机发动机包容机匣的研制方向.      

中介机匣典型故障排除及深度修理

航空发动机中介机匣组件因各种故障而需修理或导致报废的现象时有发生。针对发动机中介机匣分流环裂纹掉块、上部衬套磨损松动、弹性环磨损、同心度检测不合格等故障进行分析研究,提出解决措施,制定满足发动机使用要求的合理技术标准和修理方法。在修理技术方法中,采用挖补补焊方法解决分流环裂纹掉块故障;采用极坐标定位与专用模板衬套相结合的方法提高新品衬套加工精度以解决上部衬套更换新品后装配准确性难题;采用装配过盈销钉和扩口工艺以保证零件的堵孔质量等。结果表明:这些修理措施提高了中介机匣零部件的利用率,延长了其使用寿命,降低了发动机修理成本。     

整体叶盘结构及制造工艺

整体叶盘是航空发动机的一种新结构部件,已在高性能航空发动机上获得推广应用。本文介绍了整体叶盘结构特点及其制造过程中的几项主要工艺技术。     

带三角形骨架加强结构机匣的刚度特性分析

对带三角形骨架加强结构的航空发动机机匣的主要结构参数进行分析,以机匣质量和刚度作为目标函数,建立了研究的变量和约束条件,并采用相似准则将其无量纲化。采用均匀试验设计方法生成样本建立试验组,并设立传统板壳机匣作为对比组,分别开展有限元数值试验。运用逐步回归法分析试验结果,形成了表征机匣刚度和质量的拟合公式,比较了该类机匣与传统板壳机匣的刚度特性,给出了各主要结构参数对机匣刚度的影响规律。     

支承组合件焊接,热处理工艺分析

支承组合件是某型航空发动机燃油附件上与支承滚针相配合的高速旋转摩擦组件（图１）,由支座与支承用真空钎焊方法组合而成。支座材料为Ｃｒ１４Ｍｏ４,要求硬度高,抗磨性好,其正常淬火温度为１１００～１１２０℃;支承材料为２Ｃｒ１３,要求韧性好,正常淬火温度为...     

涡轮后机匣的结构动力学精确建模

构建精度高、规模适中的部件动力学模型,是航空发动机在研制初期实现从结构部件到整机的动力学特性准确分析的有效途径。为构建满足工程需求的部件结构动力学模型,依据某装配组合式涡轮后机匣的结构特点,提出了其各构件的“超模型”建模及装配组合形式的连接件分类建模的方法,实现装配组合式涡轮后机匣的整体“超模型”建模。同时,进一步介绍了各构件的“超模型”建模步骤、基于有限元单元网格尺寸变化的收敛准则,建立了自由度490万的后机匣构件“超模型”“,超模型”构件的频差精度可达1%以内;利用薄层建模法模拟多螺栓连接结构、采用接触对模拟支板搭接处的接触连接。装配组合后的涡轮后机匣“超模型”通过动力学分析,结果表明后机匣前8阶为整体振动模态。整体“超模型”的建立,可以代替研制样机提供虚拟试验数据,实现简化模型的修正和确认,为研制初期的结构动力学特性精确分析提供技术支撑。可推广应用到发动机其他部件及整机的精确建模中。     

应用机匣处理的工程准则

本大讨论了机匣处理技术在工程中运用的可行性,并运用国外的判断准则进行计算分析,指出了该方法的局限性。通过计算分析,提出以S_2的正问题特性计算和小扰动理论发展起来的旋转失速判据,以及级间测量技术,作为机匣处理的判断依据。最后对运用机匣处理取得明显成效的压气机进行了计算分析,证实了该措施的合理性,初步建立了一套工程上快速分析、判断运用机匣处理措施来提高压气机喘振裕度的技术系统。