面向空间光学遥感器的增材制造技术的发展与应用

增材制造是一项变革性的数字化制造技术,能够实现新型复杂设计的实体制造,已在航空航天领域得到了广泛应用.针对空间光学遥感器的轻量化、高效率、低成本以及快速制造的发展需求,文章通过对增材制造技术在国际空间光学遥感领域的应用研究现状的调研,分析了增材制造技术应用于空间光学遥感器的技术优势.该内容对推动航天先进制造技术的快速发...     

高体积分数SiCp/Al复合材料航天结构件的铣磨加工

通过工艺试验,研究了工艺参数对铣磨力与铣磨表面质量的影响。结果表明,较高的主轴转速、较低的进给速度与铣磨宽度是降低铣磨力的有效手段,铣磨工具的磨粒颗粒度是影响铣磨表面质量的主要因素。通过对一系列典型高体积分数Si Cp/Al复合材料航天结构件进行样件加工,验证了铣磨工艺的可行性与有效性。     

纳米颗粒SiCp/Al复合材料车削特性试验研究

针对纳米颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料在航空航天领域的应用需求,采用试验的方法,研究不同刀具材料和不同刀具几何参数对切削加工纳米SiCp/Al复合材料加工表面粗糙度和切屑形貌的影响。试验结果表明,相同切削参数下,PCD刀具比硬质合金刀具能获得更低的已加工工件表面粗糙度,微崩刃的存在是导致硬质合金刀具加工时工件表面粗糙度升高的主要原因之一;增加刀具的锋利度能够获得较低的工件表面粗糙度,较大的主偏角表面粗糙度变化较剧烈;由于纳米颗粒增强相的不均匀分布和材料内部存在微裂纹,在切削时导致切屑呈不规则的锯齿状,基体的断裂模式是该现象产生的主要原因。文中的研究成果将为进一步分析纳米SiCp/Al复合材料的切削机理提供必要的试验基础。     

SiCp/Al复合材料超声振动复合切削加工技术研究

SiCp/Al复合材料是具有优良物理、机械性能的难加工材料,常规切削加工存在加工精度及表面质量差的问题。为解决此类材料精密加工问题,采用超声振动复合切削加工方法,设计了专用的超声振动复合切削加工装置,并进行切削加工试验研究。试验结果表明,超声振动切削加工可显著提高SiCp/Al复合材料加工精度及表面质量。     

质子和电子对光学反射镜辐射效应的研究

研究了能量为E=160keV质子和电子单独及综合辐照作用对两种空间反射镜光学表面的影响。观察到在辐照剂量达到Φ=10×105/cm2后反射镜表面形咸了明显的结构缺陷,并导致某些谱段反射率的降低和成像质量的下降。辐照诱发缺陷的类型及分布特征除与粒子种类和反射镜结构有关外,还依赖于试样的接地方式。质子幅照主要引起反射镜表面膜层的起泡现象;电子辐照则使SiO2保护膜着色;综合辐照的影响复杂,尤其是在接近于空间使用条件的第二种接地方式下,起泡现象和静电效应成为镜面损伤的主要机制。     

SiCp/Al复合材料超声磨削表面缺陷形成机理仿真研究

对SiCp/Al复合材料超声磨削表面缺陷形成机理进行了仿真研究。研究结果表明,碳化硅颗粒的去除形式主要包括翻滚压入、破碎断裂和脱粘拔出3种。由于金刚石磨粒的推挤下压作用,碳化硅颗粒会出现应力集中现象,并由于与金刚石磨粒的相对位置不同而出现翻滚压入、局部破碎断裂、完全破碎断裂和脱粘拔出现象。碳化硅颗粒的破碎断裂和脱粘拔出形成的凹坑是加工表面的主要缺陷形式。超声振动作用使得碳化硅颗粒更易以小切屑或塑性的方式去除。同时,超声振动作用有利于排屑,从而改善提高了已加工表面质量。仿真结果与实验结果吻合良好。     

熔滴过渡模式及丝材对电弧增材制造 Al⁃6.3 Cu合金气孔含量的影响

高强铝合金(Al-6.3Cu)电弧增材制造技术在航天领域具有广泛的应用前景。以电弧增材单壁墙结构为对象,采用气孔面积统计分析的方法,研究了熔滴过渡模式及不同厂家丝材表面质量对成形的Al-6.3Cu铝合金气孔尺寸、数量的影响规律。结果表明,Advanced CMT+P熔滴过渡模式因熔池尺寸小、焊丝与已沉积层表面阴极雾化去除氧化膜充分、熔池搅拌作用强等原因,成形的单壁墙内部气孔较少;丝材表面粗糙度对成形气孔有一定影响,表面粗糙度越高,气孔含量越高。     

45% SiCp/Al复合材料的微动磨损试验设计与验证

针对运载发射阶段卫星锁轴机构45%SiCp/Al复合材料与TC4材料之间可能存在的微动摩擦磨损与切向接触刚度问题,本文在调研和仿真分析的基础上,设计等效的扫频微动摩擦磨损试验系统。通过夹持力的标定保证最大影响因素接触应力的一致,采用扫频振动模拟摩擦副受载工况,并对45%SiCp/Al复合材料试件表面形貌进行振前振后检测。试验结果表明,45%SiCp/Al复合材料在较高的形状精度和表面粗糙度条件下,能够承受较大载荷的微动摩擦,摩擦副结合面具有良好的切向接触刚度。     

国外电弧增材制造技术的研究现状及展望

综述了电弧增材制造技术的概念、内涵及其在国外的发展历史,着重概述了国外对该技术的几何形状成形能力、组织特征、力学性能的基础研究现状,最后对该技术在航空航天领域的应用现状及发展趋势进行了总结及展望。     

Al/AP粉末发动机燃料喷射流场的数值研究

为研究Al/AP粉末发动机燃料输送方式对粉末分散及混合效果的影响,利用气相控制方程、湍流模型、欧拉模型,对金属粉末发动机粉末燃料喷射掺混过程进行了详细的数值模拟。数值计算结果表明:固相体积分数和喷射入口有无锥体结构对流场参数具有较大影响。随着Al/AP粉末入口固相质量分数增加,粉末混合区域由燃烧室尾部向燃烧室头部移动。入口处安装锥体有利于粉末在燃烧室内分散,燃烧室头部颗粒相质量分数增加,轴线上平均固相质量分数降低,喷管前粉末局部积聚现象消失。     

SiCp/Al复合材料的Fe11+离子辐照实验研究

为了解辐照对航天电子元器件封装基板复合材料SiC_p/Al的影响,利用3 MeV Fe11+束流进行了不同注量下的辐照实验。辐照完成后,利用X射线衍射（XRD）仪和纳米压痕仪对材料进行表征分析。XRD分析表明,Fe11+离子入射后材料辐照层应力发生了变化。结合对应的理论模型,对铝基体的位错密度进行计算,发现辐照后铝基体的位错密度增加,SiC颗粒产生非晶化。纳米压痕测试表明,随着离子注量增加,材料辐照硬化程度增加。综上,辐照硬化可能是由于铝合金基体的应力变化导致产生局部高密度位错区,而这些区域阻碍了后续位错的运动,进而导致位错聚集,最终使得材料硬度增加。