磨料水射流切割的技术特征和工艺特征

分析了磨料水射流(AWJ)在难加工材料切割中切割断面、切缝和工艺参数影响等技术特征,提出从切割起点孔、直线段和曲线段的加工工艺改进来保证其切割质量。     

单晶涡轮叶片高能束修复研究进展

单晶涡轮叶片高能束增材再制造是修复磨损、烧蚀和裂纹等损伤缺陷的主要方式,是航空发动机热端部件特种加工领域最具挑战性的工作之一,其中蕴含的外延生长组织接续与调控机制、内部冶金缺陷控制等科学问题和关键工艺尚未完全突破。梳理了熔焊熔池内凝固组织定向生长的理论发展,基于已有的枝晶异质形核和异向生长理论,构建了单晶高能束修复的基础原理框架;详细分析了“修复工艺-熔池特性-凝固组织”之间的内在关联,提出了保持单晶连续稳定生长的工艺调控准则和熔池监控方法;总结了修复区γ′相等微观组织以及热裂纹、气孔等冶金缺陷的演化规律和调控手段,凝练了单晶修复面临的主要挑战。此外,介绍了航空发动机热端部件再制造领域相关的国外重大研究计划,并对今后研究方向和发展趋势进行总结和展望。     

基于温度场模拟的镁合金SLM元素烧损行为

镁合金在选区激光熔融(SLM)成型过程中,由于Mg元素蒸汽压较高,熔沸点较低,在高能量激光束作用下极易出现烧损并产生大量烟尘。为有效抑制镁合金SLM成型过程中的元素烧损,提出了烧损速率与工艺参数关系建模方法,首先通过SLM温度场仿真建立工艺参数与温度之间的关系模型,然后结合气体动力学与热力学理论建立元素烧损速率与温度之间的解析关系模型,最终建立工艺参数与元素烧损速率之间的关系模型。研究发现在激光功率为70～90 W、扫描速度为300～500 mm/s时烧损速率较小。对该窗口进行SLM成型实验验证,发现在此窗口下烟尘量明显减少,成型件性能提高,且在激光功率为85 W、扫描速度为400 mm/s时试件的平均抗拉强度为324.1 MPa,延伸率为10.12%。     

钛合金TC4盘铣开槽加工铣削力研究

由于盘铣刀具直径大,切削余量大,造成钛合金盘铣开槽过程中铣削力较大,进而引起刀具振动,缩短刀具寿命。为实现对钛合金盘铣开槽过程的优化与控制,本文设计单因素实验和正交实验,利用三向压电式测力仪测量铣削力数据,采用线性回归技术建立铣削力模型并以“F”检验法对模型进行显著性检验;利用极差分析法分析工艺参数对铣削力的影响规律,利用响应曲面法分析工艺参数对铣削力的交互影响规律。研究结果表明：对于切削深度变化敏感度依次为铣削力F_x＞进给速度＞主轴转速;对于进给速度变化敏感度依次为铣削力F_y＞切削深度＞主轴转速;对于铣削力F_z变化敏感度依次为主轴转速＞切削深度。铣削力随着主轴转速的增大而减小,随着切削深度和进给速度的增大而增大。另外铣削力F_x大于F_y和F_z,对加工性能和刀具磨损起主导作用。     

面向航空发动机减重的铝合金管强化机理研究

为助推新一代大型航空发动机推重比的有效提升,开展面向航空发动机减重需求的高强度铝合金管件自增强机理研究.采用有效强化的高强度铝合金管件大规模替换航空发动机低温段不锈钢高压管件,是实现航空发动机减重的可行方法.通过研究高强度铝合金管件自增强工艺的强化机理,建立基于三剪统一强度准则,同时考虑包辛格效应、应变时效以及应变硬化...     

单晶硅透镜铣磨工艺参数优化研究

针对红外光学领域应用广泛的非球面单晶硅透镜,开展非球面法向磨削加工工艺研究.通过正交试验方法研究了砂轮转速、铣磨深度以及进给量等工艺参数对非球面铣磨加工表面粗糙度和材料去除率的影响规律,并通过灰关联分析,得到了一组针对法向磨削法加工表面粗糙度和材料去除率双指标优化的工艺参数.研究结果表明通过提高砂轮转速能够显著降低非球...     

某型滑轨组件焊接工艺研究

某型滑轨组件采用结构钢基体与厚度为1.5mm的无油自润滑轴承衬板焊接而成。结构钢基体采用18Cr2Ni4WA材料,具有支撑、保证整体刚性的作用。将自润滑衬板冲压成形与滑轨紧密贴合后,边缘采用电子束焊接工艺进行连接。提出一种抗脱落、耐摩擦、精度高、摩擦系数小、成本低、能承受较大载荷的高压燃油柱塞泵滑轨的结构设计方案及加工工艺。     

高性能航空复合材料结构的关键力学问题研究进展

复合材料具备基于多种材料有机融合后所产生的“1+1>2”的优势,是实现航空飞行器结构轻量化、功能化与智能化的有效途径。然而,由于复合材料高各向异性、结构多尺度化等方面的特征,导致设计、制造及表征评价等方面都存在诸多问题与挑战。高性能复合材料结构在航空装备中的发展是一个涉及力学、材料、机械、控制等多学科融合的交叉性问题。本文针对其中涉及的若干关键力学问题,重点围绕近年来国内外在航空复合材料结构力学设计与性能评估、功能化设计以及制造工艺力学等3个方面的研究进展进行了概述,并对未来航空复合材料结构在这3方面的发展趋势进行了展望。     

IC10定向凝固高温合金缓进磨削工艺参数优化研究

通过设计正交试验,研究了IC10高温合金在缓进磨削过程中磨削工艺参数及表面粗糙度对疲劳寿命的影响规律,建立了工艺参数对磨削表面粗糙度及疲劳寿命影响的映射关系模型,并以表面粗糙度、疲劳寿命、材料去除率为优化目标进行了IC10高温合金缓进磨削工艺参数多目标优化。研究表明,IC10高温合金磨削工件疲劳寿命随砂轮线速度的增加而增加,随工件进给速度和磨削深度的增加而减小,且疲劳寿命随砂轮线速度的变化最为敏感,工件进给速度次之,对磨削深度的变化敏感度最低。当表面粗糙度R_a由0.44μm增大到0.94μm时,磨削工件疲劳寿命由9.69×10⁶降低到1.25×10⁶,减小了约87.1%,这表明磨削表面粗糙度对磨削疲劳寿命的影响非常显著。在综合考虑磨削表面粗糙度、疲劳寿命、材料去除率的情况下,通过多目标优化得到IC10高温合金缓进磨削工艺参数为：砂轮线速度v_s=20m/s,工件进给速度v_w=117mm/min,磨削深度a_p=0.48mm。     

真空铝钎焊过程温度场的有限元数值仿真

提出了一个描述真空铝钎焊炉温度场的非线性有限元模型,该模型综合考虑了辐射传热、材料热物性随温度变化等非线性因素的影响.利用有限元软件ICEPAK和FLUENT对卧式真空铝钎焊炉的温度场进行了模拟计算.对炉温均匀性进行了验证,完成了焊接生产模拟件的数值仿真和实验测量,模拟结果与实验结果吻合较好.