激光选区熔化成形镍钛基五模超材料力学响应研究

五模超材料（Pentamode metamaterials,PMs）具有解耦的相对密度和力学性能,在特种声学装备和生物植入物领域具有潜在应用价值。激光选区熔化（Selective laser melting,SLM）技术具有成形复杂精细晶格超材料的能力,可实现定制刚度、单元尺寸和孔隙率。通过五模超材料结构优化设计,利用激光选区熔化成形镍钛形状记忆合金,实现了不同形态的五模超材料结构成形,并开展模拟和性能测试表征研究。微观形貌的观测结果显示,SLM成形的镍钛基五模超材料具有较好的制造保真度。有限元仿真预测结果发现应力集中于杆与杆的连接处。压缩力学试验结果显示,镍钛基五模超材料的强度随着相对密度的增大而增大。通过建立相对密度和相对模量与强度的数学模型,提出了不同相对密度五模超材料的力学性能预测方法。     

远红外线在精铸制壳中的应用

为了提高精铸件的质量,节约用电,我们对模壳在硬化后所带水分,采用远红外线干燥,效果良好,已正式用于生产。以前精铸制壳,模壳从硬化槽提出之后,是靠自然干燥,冬天,气温低或阴雨天不能进行正常生产,后用电阻丝加热的热风来干燥模壳。干燥不均匀、温度不能控制,保证不了质量,而且耗电量大。我们利用远红外技术制成恒温烘室,在室内两侧交叉装了八块碳化硅板,板后安放了硬石棉板为绝热材料,使热量集中于碳化硅板发射出去。硬化后的模壳插在可推动的小车上,一次可插二十六组,因模壳里有蜡型,为避免变形,要求严格控温,因此自制了简易恒温控制器,用双金属片作感温元件,达到通电或断电的目     

镦拔后提高铝合金模锻壳体件性能

我厂某产品壳体用LD10铝合金经锻造、热处理、机械加工制成。在使用过程中多次出现裂纹,取样检查时经常出现纵向延伸率(δ5)偏低,不能满足零件的使用要求。为了解决这一问题,进行了不同锻造方式对LD10模锻件性能影响的系统试验。试验结论是:镦拔后模锻可以大大提高锻件的性能,强度和延伸率完全满足要求,裂纹扩展速率(da/dN)的测定也证实镦拔后模锻是提高材料性能、发挥材料潜力的一个重要途径。一、试验用料西南铝厂生产的LD10,Φ75挤压棒材,炉批号1056。     

铝蜂窝材料温度环境适应性试验研究

为了解不同温度下铝蜂窝材料的缓冲性能,对其环境适应性进行了试验研究,包括高低温静压试验(将铝蜂窝材料分别在高、低温箱中保温2 h后进行准静态压缩)和高低温贮存试验(将铝蜂窝材料置于温度逐渐升高的高低温箱中保温9 h后进行准静态压缩)。高低温静压试验结果表明,铝蜂窝材料强度随温度升高而降低;高低温贮存试验结果表明,铝蜂窝材料强度基本不变,未发生失效。说明铝蜂窝材料环境适应性较强,可在极端环境下工作。     

复合材料加筋蒙皮的研制

单向加筋的复合材料蒙皮应用领域广泛,为保证筋条与蒙皮的胶接强度和筋条的直线度,研究比较了筋条与蒙皮的共固化、共胶接、二次胶接3种方式;针对共固化过程筋条加压要求,研究分析了全钢模、半钢模、全软模3种结构,并且对材料的工艺性进行了试验和研究.     

铝合金涡壳类铸件浇注系统及冒口设计

航空燃油离心泵铝合金涡壳类铸件形状复杂、气密性要求高。要想获得致密性好的铸件 ,浇注系统及冒口的设计尤为关键。西安远东公司锻铸厂生产的某型附件涡壳Ａ及Ｂ两个铝合金铸件 ,由于浇注系统及冒口设计不同 ,铸件质量截然相反。涡壳Ａ铸件材料为ＺＬ10 5 /Ｔ5 ,轮廓尺寸见图 1,铸件重 2 .6 2ｋｇ ,带浇冒口重 5ｋｇ。加工后零件内腔和油路用压力为 0 .3ＭＰａ的空气在煤油中进行密封性试验 ,并保持 5ｍｉｎ ,且用 13± 0 .5ＭＰａ的煤油压力试验内腔油路强度 ,保持 3ｍｉｎ不允许渗油。图 1　涡壳Ａ铸件的浇注系统及冒口设计Ｆｉｇ .1　…     

2.5维机织复合材料的纬向力学性能试验

通过室温(20℃)及高温(180℃)静态拉伸及拉 拉疲劳试验,获得了25维树脂基机织复合材料在不同温度下的力学性能及拉 拉疲劳寿命。基于宏观试验,探讨了材料在静载及拉 拉疲劳载荷作用下的破坏模式和失效机理,对比了材料在疲劳载荷作用后的剩余强度与静强度的关系,之后分析了温度对材料静态力学性能及疲劳寿命的影响。结果表明:在20~180℃温度范围内材料的纬向模量对温度不敏感,但纬向强度及疲劳寿命随温度的升高而显著下降。在高温高应力水平（高于80%静强度）下材料的纬向疲劳寿命非常短(小于104次循环),但当应力水平仅下降2%后,材料的纬向疲劳寿命趋于106次循环。另外,高温下材料的剩余强度大于高温静强度。      

五模材料波控器件设计及制造研究综述

五模材料是一种具有流体特性的特殊固体,可通过微结构设计达到所需的特定力学性能。可调的物性参数和固体特征赋予五模材料优越的宽频水声调控能力,在水下声学隐身、声聚焦等特种声学装备领域具有重要的应用前景,受到国内外工程界和学术界关注。首先介绍了五模材料的基本概念及微结构设计的发展现状,从传统制造工艺和增材制造工艺角度出发,对相应的五模材料波控器件的制造和试验测试结果进行详细介绍,最后对五模材料波控器件的发展趋势和技术需求进行了展望。     

注意预防冲裁模具表面硬度的降低

冲裁模的主要件(阴阳模、阳模、阴模)如采用先机械加工成形,后淬火、抛光、研磨的常规工艺步骤时。往往会产生不被注意、又不容易发现的表面氧化、脱碳现象,出现表面硬度降低、刃口不耐磨,模具使用寿命降低等问题。尤其是在冲制冲切间隙小,材料强度高的     

模胎轻化的一项革新

一二二厂经过几年的试验、研制,已于一九八一年首次成功制造出“珍珠岩泡沫塑料”填充模胎代替胶砂模胎。在模胎轻化方面取得了可喜的突破。目前我国航空工业所用的蒙皮、型材成型各类模胎多是环氧胶砂模胎。这种模胎,结构不合理、填充材料十分笨重。常为国外同类模     

碳化硅纤维增强铝基复合材料截锥壳外压强度试验研究

本文对新研制的碳化硅纤维增强铝基复合材料截锥壳结构的外压强度性能及应力分布进行了研究,分析了试验件的破坏形式。通过试验考核了复合材料的工艺、设计的合理性以及结构的可靠性。把截锥壳化成当量圆筒,用理论公式进行了强度和应力分布计算,其计算结果与试验结果基本一致。     

三维四向C/C复合材料高温氧化环境力学试验

为了研究三维编织C/C复合材料高温氧化环境下的力学性能,在大气环境下开展了有、无抗氧化涂层三维四向C/C复合材料平板试验件700℃时的拉伸试验和拉/拉疲劳试验。拉伸试验结果表明:无涂层三维四向C/C复合材料在700℃保温1h和2h后,强度分别下降至有涂层的70.33%和44.57%,弹性模量分别下降至有涂层的58.57%和38.99%,氧化后的总拉伸应变比有涂层的大幅度提升,材料破坏时无刚度突降现象。疲劳试验结果表明:有涂层三维四向C/C复合材料的剩余刚度先增加,而后保持,最后突降,应力水平为83%经10~5循环后剩余强度比初始强度提高了19.75%;无涂层三维四向C/C复合材料的剩余刚度先增加后降低,直至材料完全破坏,应力水平为75%经10~5循环后剩余强度比初始强度降低了20.40%。     

环氧胶砂模结构的改进

以前我厂生产中使用的蒙皮拉型模和型材检验模及正、反胶砂模型,都是实心结构的环氧胶砂模。其制造困难,耗费大量工时和材料,使用过程中经常由于刚度、强度不够而出现问题。近几年来,我们进行了环氧胶砂模的结构     

铸造的挤压模

铸造挤压模是用5Cr4NiW4SiMoV材料由熔模电渣精铸而成。经过六年多试验、试生产的考验,证明铸造挤压模能节约加工工时,缩短加工周期,节约材料,是一种较好的新工艺。三、机械性能在按图2进行热处理后,室温机械性能如下: 四、使用情况精铸挤压模是用在高速锤上挤压合金钢叶片,对模具的精度和光度要求都比较严格,只要挤压出的叶片截面增厚0.4毫米,模具就不能再用。精铸挤压模的寿命平均能挤压1000～     

熔模铸造空心涡轮叶片的断芯及解决措施

近代航空工业生产的喷气发动机,为了提高涡轮前进口温度,单纯的依靠提高涡轮叶片材料的耐热性能已经满足不了近代高性能发动机的要求,因为材料本身耐热性能的潜力已经不大。目前,空冷技术已在国内外的涡轮叶片和导向叶片上得到了广泛的采用,它可以使涡轮前进口温度至少提高120℃以上,从而提高了发动机的推力。采用石英玻璃型芯(以下简称型芯)形成的精铸涡轮叶片孔型就是一种新的冷却方式。由于型芯做成复杂异型孔形较困难,一般采用断面为圆形或椭圆形较多,圆形型芯直径达φ0.8～φ1.0毫米已经在国内用于批生产。在精铸涡轮叶片批生产中,直径为中φ1.0毫米的型芯往往在型壳和铸件中产生断芯,断芯位置在靠近转角R处。断芯与型芯材料、模具结构、模料、制壳工艺、铸件的凝固等因素有关系,经过试验和多年批生产实践已经掌握了断芯规律和解决方法,从而稳定了批生产质量,型壳断芯率由试制初期的70％以上降到10％以下,铸件中的断芯已基本消除。     

熔模真空吸铸工艺及设备研究

一、前言熔模真空吸铸工艺是本世纪七十年代熔模精铸的重大创新。该工艺以传统的熔模铸造工艺为基础,将模壳置于一个可密封的铸室内,利用模壳的透气性,将型腔内抽成负压,使金属液吸入型腔,待内浇口凝固后去除负压,让直浇口内尚未凝固的金属液流回溶池,获得铸件。     

用于复杂形状复合材料制造的水溶性芯模材料

提出了一种能够用于树脂基复合材料成型用的水溶性型芯模材料,该材料既能满足树脂基复合材料成型时的温度要求,又能在复合材料成型完成后进行水溶脱除.主要研究了水溶性型芯模材料的组成、制备工艺与耐温性、易脱除等相关性能,并对水溶性芯模材料的水溶性作了评价和表征.     

小展弦比飞翼标模雷诺数影响数值模拟研究

采用数值模拟方法开展小展弦比飞翼标模的雷诺数影响研究。使用自行研制的多块对接结构网格亚跨超声速流场解算器程序Mbflow,计算了试验雷诺数、二倍试验雷诺数和飞行雷诺数等三种雷诺数情况下小展弦比飞翼标模的流场。通过对计算结果的分析研究,得到了不同马赫数(Ma=0.2、0.8和1.5)和攻角情况下雷诺数对小展弦比飞翼标模的气动特性和流场特征的影响规律。小攻角情况下,雷诺数主要影响摩阻的大小;而大攻角时,雷诺数对压阻也有明显影响。在亚声速时,雷诺数主要影响分离涡的起始位置和强度;跨声速和超声速时,雷诺数还会影响到激波的位置和强度。进一步研究了小展弦比飞翼标模的自准区雷诺数问题,发现试验雷诺数接近于小展弦比飞翼标模的自准区雷诺数。     

用于复合材料成型的硅橡胶气囊的使用寿命评估

为考察用于复合材料成型的硅橡胶气囊的使用寿命，模拟气囊的实际应用条件，利用热老化后的硅橡胶的拉伸强度、撕裂强度和硅橡胶与试件的剥离强度相对比来评估。试验表明：1453D硅橡胶老化100次后拉伸强度和撕裂强度都远远大于其剥离强度，推测其力学性能能够满足使用100次的要求，因此可推荐用硅橡胶气囊代替金属芯模用于复合材料成型工艺中。     

精铸叶片表面蚁点与龟裂的消除

1.条件 0273整流叶片精铸特点是形状较简单,尺寸不大。最长不到90mm,壁厚不小于3mm。所用合金为Crl7Ni2,中频熔炼。每炉浇注合格率为40％～60％。型壳材料采用硅酸乙酯,刚玉砂涂料。刚玉砂不仅价格较贵,而且来源紧张,型壳强度稍低。 为提高型壳强度,降低成本,我们曾设想全部型壳采用铝矾土砂取代刚玉砂。经使用效果不太理想,浇注后的零件表面常存在下列问题:(1)表面出现大量的蚁点;(2)表面和R转接处常有大量的龟裂和细小裂纹。 2.蚁点 叶片在浇注脱壳后,表面出现不规则的一薄层颜色较深的氧化皮,似白蚁爬过一般。较严重的蚁点发白带银灰色,经吹砂后,常显出0.2～0.5mm深的缺陷,萤光检验多数不能通过。凡带蚁点的零件80％～90％报废。 3.龟裂