大型双曲率高筋整体壁板展开关键问题分析

合理的壁板展开板坯不但可以节省材料、减少甚至免去后续的修边工艺,大大降低生产成本,而且能改善成形条件,提高成形质量。然而,喷丸成形过程中塑性变形的不可逆性,导致整体壁板展开计算在理论上无精确解。同时,由于塑性变形与路径相关,且壁板局部特征存在差异,喷丸成形过程中整体壁板变形不均匀、随机性大。因此,整体壁板板坯展开工艺,无论在理论方法上还是在技术应用上,均成为了整体壁板制造的难点。     

大型机翼整体壁板系统化喷丸成形技术

大型机翼整体壁板是现代大型飞机重要的大型承力整体结构件并且通常直接构成飞机的气动外形。喷丸成形是现代大型轻质高强铝合金整体壁板件成形制造的首选技术方法,但如何实现大型机翼整体壁板的精确喷丸成形一直是现代航空制造技术领域的一个难点问题。针对这一工程问题,本文采用系统化的方法,将影响大型机翼整体壁板喷丸成形精度的因素分解为壁板平面板坯误差、成形参数设计准确度、成形参数控制精度、环境因素。针对这些因素,采用基于变形位能最小的板坯优化设计来减小由板坯导致的成形误差;采用数据拟合、人工神经网络以及解析模型计算相结合的喷丸成形参数综合设计方法来提高喷丸参数设计的精度和效率;建立了板坯修正模型以修正环境温度、喷丸设备参数波动等因素对成形件形状和尺寸的影响;对于从喷丸设备上下线后仍存在的外形贴模误差,则采用手提喷丸机进行局部的渐进式校形喷丸至外形贴模。壁板喷丸成形的工程实践表明,本文所提出的系统化方法能够有效提高大型机翼整体壁板喷丸成形的精度和效率,并可满足工业生产的需求。     

放电加工技术在航空航天制造中的应用

为获得更高的服役性能,航空航天领域大量采用高性能材料和复杂结构,这些都给制造技术带来巨大挑战。作为最为成熟、应用最为广泛的特种加工方法——放电加工(EDM)技术具有非接触、无切削力、加工性能不受材料强度、韧性、硬度、刚度等机械性能影响的特点,在航空航天产品特别是发动机产品中被广泛采用。重点介绍航空航天制造领域中放电加工技术国内外的相关研究进展及成功应用案例。另外,随着智能制造技术的发展并迅速渗透到航空航天制造领域,国内放电加工智能制造技术解决方案不断涌现,对几个典型的放电加工智能制造系统解决方案进行了介绍。     

长寿命热障涂层的剥落机理及抗剥落结构设计

涂覆于高温合金热端部件表面的热障涂层,具有隔热防护作用,属新一代燃气轮机的关键核心技术。等离子喷涂制备的热障涂层隔热性能好,但长时间高温服役后存在开裂剥落问题,引发基体烧蚀、造成巨大经济损失。因此,发展长寿命热障涂层是该技术领域的重大难题。本文从等离子喷涂热障涂层的独特层状结构特征入手,阐述涂层在高温服役中结构和性能的演变规律,揭示涂层剥落失效机理,总结长寿命热障涂层设计方法。研究表明,等离子喷涂热障涂层呈现以连通2D孔隙为主的层状多孔结构,具有优异的隔热功能和协调应变能力。然而,涂层在高温服役中发生烧结,2D孔隙大量消失,涂层显著刚化,使热障涂层开裂驱动力急剧增加,引发微观裂纹扩展并贯通形成大尺度裂纹,导致涂层最终剥落失效。据此,分别从降低开裂驱动力和增加开裂阻力两方面着手,总结抗开裂新结构涂层设计方法,为研发长寿命热障涂层指明了发展方向。在未来研究中,如何保证涂层高隔热和长寿命并同时兼顾经济性,是发展新一代高性能热障涂层的重点方向。     

基于麦克风阵列小波分析的中低雷诺数尾缘噪声研究

随着机体噪声逐渐成为民机降噪的关键,作为典型气动噪声源的翼型噪声是未来更低噪声民机必须关注的部分。中低雷诺数下尾缘离散噪声存在阶梯的频率速度关系、层流要求以及偶极子噪声等特征,其噪声机理涉及稳定性理论和反馈回路。尽管尾缘噪声的产生出现和强度都得到比较广泛的研究,但尾缘噪声的空间分布研究尚不充分。基于二维平面麦克风阵列,小波系数和CLEAN-SC算法对于尾缘噪声进行时频域分析。实验在北航D5气动声学风洞进行,使用Kevlar布构成的闭口实验段对于300 mm的NACA0012翼型进行噪声研究。通过实验中发现的固定频率范围内存在强度维持现象,基于小波分析拆解出对应的空间时域上声源强度的位置间歇性移动,提供可能存在的反馈回路内部更为复杂噪声机理的依据。     

基于三维数字图像相关法的管材胀形试验

相较于传统材料性能测试试验,管材液压胀形试验能更准确的复现管材在流体面力作用下的材料流动及硬化规律。针对传统测量方法中存在的破裂冲击及轴向轮廓测量难等现象,利用三维数字图像相关法(3D-DIC)对5A02铝合金管材胀形试验进行测量。建立了管材自由区域的力学模型,给出了自由区域壁厚分布计算的一般方法,获取了5A02铝合金管材的本构方程,并采取有限元方法对上述结果进行对照验证。结果表明,采取幂指数形式的本构方程的最大相对误差小于10%,轮廓最大相对误差误差小于1.5%,壁厚最大相对误差小于2%。最后,通过控制自由区域的长径比获得了5A02管材左侧成形极限曲线(FLC)。     

等离子鞘套包覆钝锥的双站极化散射特性

高超声速目标在再入大气层过程中会产生覆盖在目标表面的等离子体鞘套,其对电磁波具有复杂的调制作用,并显著影响高超声速目标的散射特性。本文分析了等离子体鞘套包覆高超声速目标的双站极化散射特性。基于数值模拟的典型高度和速度下等离子鞘套参数,采用电流密度卷积法模拟了线极化平面电磁波与高超声速飞行器之间的相互作用过程。采用远场外推方法得到在俯仰角-90°～90°之间的双站极化散射分量（共极化和交叉极化）。通过对典型雷达工作频点下不同飞行和入射波条件下极化散射方向分布特性的分析,得到了飞行高度、入射角和极化模式对等离子鞘套包覆钝锥双站极化RCS的影响。     

脉冲等离子弧焊接工艺研究

介绍了“一脉一孔”的脉冲等离子弧焊接工艺,并进行了穿孔等离子弧焊接熔池成型机理的初步研究