基于空洞分层注意力胶囊网络的X射线焊缝缺陷识别方法

由于X射线焊缝图像的复杂多样性,使得很多传统基于X射线焊缝缺陷检测方法的准确性不高,泛化能力较差。提出一种基于空洞分层注意力胶囊网络(DHACNet)的X射线焊缝缺陷识别方法。DHACNet由卷积模块、空洞分层注意力和胶囊网络(CapsNet)组成。卷积模块用来提取图像的卷积特征,空洞分层注意力用来提取多尺度显著性特征,CapsNet利用胶囊层和动态路由算法替代卷积神经网络(CNN)中的池化操作和全连接操作。DHACNet具有强大多尺度特征提取能力,能够克服CNN只关注图像局部特征和池化操作导致图像部分信息丢失等不足。在构建的X射线焊缝缺陷图像集上进行识别试验,识别准确率为96%以上,与传统方法进行比较,结果表明,该方法有效可行,能够为X射线焊缝缺陷识别系统提供技术支持。

基于位移场仿真与特征参数提取的精铸模具型面逆向设计方法

提出了一种简单高效的涡轮叶片精铸模具型面逆向设计方法:特征参数逆向调整法。一方面,基于叶片收缩变形位移场的有限元仿真结果,更为准确地计算铸件不同部位的收缩率;另一方面,通过12个反映叶型特征参数的提取、叶型的复原和调整技术,实现了凝固和冷却过程中非线性收缩变形的补偿,弥补了传统线性放缩法的不足。由于最终获得的型面仍然是参数化CAD模型,和单纯网格直接反向叠加法相比,无需后续复杂的曲面拼接和光顺技术。最后以叶片的叶身为例,将该方法与传统型面放缩法和网格直接反向叠加法进行比较,结果表明对于弦长为60.5 mm的涡轮动力叶片,采用特征参数逆向调整法,叶型的型面误差、弦长误差和扭转角误差与传统的收缩中心放缩法相比分别降低了83.8%、96.3%和66.7%,因此具有很好的工程应用前景。

模态综合的子结构主模态截断方法

为了减少固定界面模态综合方法中保留的子结构主模态数，分别采用频率截断和有效模态质量截断两种方法进行截断，分析两种方法的适用性，最终得到适合结构低频动态特性计算的主模态截断方法．计算结果表明：频率截断法保留的主模态不到有效质模态量截断法的1／2，采用2～3倍的最高关心频率进行主模态截断，能保证结构低频动态特性计算具有较高的精度，所保留的主模态，更能反应子结构在关心频率范围内系统振动的变形模式；有效模态质量法不能判断各子结构间主模态对系统动态特性作用的相对大小，这使小尺寸高刚度的子结构保留多余的模态，其计算效率较低．

基于回弹的飞机蒙皮拉形模型面修模技术研究

回弹是飞机蒙皮成形中不可避免的现象,影响着零件的形状精度。通过模具型面补偿方法可以降低由回弹引起的形状误差。分析基于回弹补偿的飞机蒙皮拉形模具的修模过程,确定贴模度的计算和模具修模量的计算是修模过程中的关键技术。提出虚拟拉形中的贴模度定义以及计算贴模度的直接投影法和最近单元法,并分析这两种方法的特点,得出最近单元法优于直接投影法。同时,提出基于回弹补偿的虚拟修模计算公式,针对公式中贴模度映射到模具节点修模矢量的方法,提出一次投影法和二次投影法,并针对三类典型的蒙皮零件进行计算验证。结果表明,两种投影方法都是有效的,对最大贴模度的影响不大,但就多次修模的稳定性而言,二次投影法好于一次投影法。

2324铝合金蠕变时效成形有限元分析

蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效同步进行的一种成形方法。该成形方法适于成形可时效强化型合金的整体带筋和变厚度大曲率复杂外形和结构的整体壁板构件,被认为是下一代大型民用飞机特别重要的金属成形工艺之一。文章根据蠕变试验数据,确定了2324铝合金蠕变本构方程中的材料常数,并应用有限元软件ABAQUS/Standard,通过编写蠕变子程序,对2324铝合金板单曲率弯曲、蠕变和回弹进行了有限元分析。

钛合金叶片盘近净热流变成形的数值模拟及其应用

研究了TC11钛合金叶片盘的近净热流变成形。采用几何造型软件UG NX3对TC11钛合金第二级叶片盘的坯料和模具进行实体造型,同时基于刚粘塑性不可压缩材料的变分原理,运用体积分析软件DEFORM 3D对3种不同应变速率下的叶片盘等温近净热流变成形过程进行数值模拟,研究了工件在成形过程中的速度场、温度场和等效应变场的分布情况,以及凸模和凹模的载荷-行程曲线,为优化工艺参数提供了理论依据。同时与传统的方法进行了比较,发现用此方法生产的产品,其力学性能及微结构都有明显的改进。结果分析表明,随着变形速率的减小,金属向凹模型腔内的流动越均匀,叶型更容易充满。

补片形式对蒙皮复合材料孔边裂纹修复效果的影响

针对蒙皮复合材料孔边裂纹,提出了共固化补片修复和预固化补片修复两种修复方式,并设计了与之适配的修复方案,研究了修复方式对试样抗拉强度恢复效果的影响,阐明了完好试样和各类修复试样的断裂失效机制。结果表明:相同补片尺寸下,预固化补片修复试样的强度恢复率均高于共固化补片修复试样,预固化补片修复试样强度恢复率最高为81.9%,且试样断口平齐,补片与复合材料层压板之间的断裂机制为纤维纵向拉断;共固化补片修复试样强度恢复率最高为78.6%,主要断裂机制为复合材料层压板分层。证明了相比于共固化补片修复,预固化补片修复试样能够恢复更高的抗拉强度,为蒙皮复合材料修复提供了具体的工艺方案和理论基础。

航空用钛合金表面处理工艺参数优化

采用正交试验法对航空业最常用的钛合金Ti-6Al-4V表面阳极处理工艺参数优化进行了研究,得出的最佳工艺参数为:溶液浓度250 g/L,处理时间15 min,直流电压10 V,温度25℃.通过阳极化处理,在钛合金表面形成了一层褐色、致密、多孔的氧化层,增加了合金表面积,促进了胶接表面与胶层的机械咬合,增强了胶接强度.力学实验证明,胶接试样的剪切强度可达34.54 MPa.

均匀液滴喷射沉积模拟研究

以酒精为模拟对象 ,研究了振荡器输入电压、振动频率以及外压差等工艺参数对喷射沉积液滴流形态的影响。用Sn -Pb合金对均匀液滴发生装置进行了适应性研究 ,获得的金属球尺寸集中 ,铸锭组织均匀。

热处理工艺对GH909板材TIG焊缝析出相的影响

为改善GH909板材的焊接工艺及使用性能,采用扫描电镜和EDX分析研究了GH909板材在TIG焊后不同热处理工艺焊缝析出相的变化规律,对提高GH909板材TIG焊接接头质量具有重要的应用价值.研究结果表明:焊缝形成的相有针片状ε/ε″相、γ/Laves低熔点共晶相,且都在γ晶间分布;焊缝中心低熔点共晶相所占比例均比离焊缝中心不远的焊缝边部小,经过固溶处理的焊缝低熔点共晶相所占比例加大;ε/ε″相大部分溶解,且Nb、Ti偏析较严重,焊缝结晶裂纹敏感性高,影响合金的综合性能.

TC4合金叶片热模锻过程的数值模拟

文摘为了生产出质量合格的叶片,针对TC4合金叶片的成形特点,为其制订了相应的热模锻成形工艺。同时采用基于有限体积的材料成形模拟技术,对TC4合金叶片热模锻过程进行了模拟,分析了坯料成形过程中的充填情况、应变场、应力场及终锻温度场的分布规律。模拟结果表明:锻件轮廓清晰,模具型腔充填完整,未出现充不满或折叠等锻造缺陷。实际生产出来的叶片经理化检测和外观检查,质量符合要求,制定的工艺方案合理,可以满足TC4合金航空风扇转子叶片的成形质量要求。

基于中弧线的叶片蜡模模具型面优化方法

针对高精度复杂涡轮叶片成形精度难控制的问题,提出了基于叶型中弧线的蜡模模具型腔优化设计方法。对反映中弧线几何特征的参数进行提取与偏差分析后进行逆向迭代,经过对叶型的复原和对叶身的重构,建立优化的蜡模模具型腔,实现了对叶片凝固和冷却过程中非线性变形的补偿。与有限元法模具型腔逆向设计方法相比,无需后续复杂的曲面拼接和光顺技术。采用该方法对某型涡轮叶片蜡模模具型面进行优化,使铸件的尺寸误差得到了大幅度降低。数值模拟与实验结果吻合情况良好,经过4次迭代优化,得到的仿真铸件模型与设计模型的二维偏差平均值由优化前的0.350 94 mm降低至0.111 51 mm。

飞机钛合金构件热损伤检测试验

为准确检测和修理飞机钛合金构件的热损伤,选用TA4、TC9进行热损伤模拟试验,对材料在不同温度下的力学性能、电导率与加热温度的关系进行了分析。结果表明,TA4、TC9的强度、硬度和电导率随温度的上升呈单调变化趋势;硬度和电导率均可作为钛合金热损伤的检测参数。

钛合金导管无扩口内径滚压连接成形技术研究

利用有限元和试验的方法对内径滚压成形中的关键问题进行了研究,最后参考有限元模拟结果,进行了连接成形试验,试验结果与模拟结果吻合较好,说明有限元模型具有一定的参考价值,并且连接件顺利通过耐压试验,证明连接件具有较强的连接强度和良好的密封性能。

热处理对激光直接沉积成形A-100钢基体组织及性能的影响

研究了激光直接沉积成形A-100钢沉积态及热处理态组织,通过调整热处理工艺获得激光直接沉积成形A-100钢回火马氏体+回火贝氏体混合基体组织。不同热处理工艺下性能对比结果表明,相比淬火马氏体组织,回火贝氏体+回火马氏体混合组织具有更高的强度,但塑性有所下降。

LYl2、LC4铝合金热成型机理研究

通过对飞机上常用的LYl2、LC4两种铝合金的热成型实验研究,对铝合金的热成型机理及相关因素进行了理论研究和探讨,结果表明对这两种铝合金进行热成型是可行性的。

碳纤维增强热塑性复合材料盒形件热冲压成型研究

碳纤维增强热塑性复合材料型材传统成型工艺存在操作复杂、成型效率低、成本高、不适合大批量生产等问题,限制其在航空航天领域的大规模应用。为改善成型工艺,提出一种采用模具直接加热纤维增强复合材料板的热冲压成型方法,通过板料拉伸试验和盒形件热拉深成型试验,研究纤维铺向工艺参数以及分析成型过程中试件纤维变形,得出极限拉深深度及成型极限剪切角。针对纤维编织复合材料盒形件热冲压成型,建议采用坯料纤维经纬方向与模具直边平行的放置方式。

铝合金筒形机匣等温精锻技术研究

在筒形机匣研制过程中，作者进行了全面的理论分析和大量的工艺试验。本文重点介绍筒形机匣成形工艺方案的确定、模具结构及分模方案的制定，精锻时加热问题的研究及有关工艺措施等技术问题。这些对铝合金等温精锻工艺具有一定的理论意义和广泛的指导意义。

热处理对2195铝锂合金微观组织与力学性能的影响

对T8态2195铝锂合金板材实施不同条件下的固溶处理(430、 450、 470、 490和510℃)以及时效处理(18、 24和36 h),通过室温拉伸试验对固溶和时效处理后合金的抗拉强度与伸长率进行测量,采用SEM、 XRD、 EBSD和TEM对拉伸断口及微观组织进行观察。结果表明:固溶处理后的应力-应变曲线存在锯齿流变现象,但时效处理后消失,推测其产生的原因是波特文-勒夏特利埃效应。固溶处理可以有效提升合金的塑性,而时效处理则提高了合金的强度。进一步分析固溶与时效过程中的微观组织变化发现, β′相不参与固溶与时效析出,时效处理后强度的增加源于θ′相和δ′相析出产生的沉淀强化及弥散强化作用。

2A14铝合金等温模锻成型技术

采用2A14铝合金等温模锻成型轮毂,研究模具设计、材料规格、锻造温度和热处理等工艺参数对合金力学性能及组织的影响,并与普通锻造的力学性能及组织进行了对比。2A14铝合金等温锻造态下的组织比普通锻造的组织明显细化,力学性能得到了显著提高;此外,采用该工艺锻造出的轮毂,具有尺寸精度高、工艺稳定、成型快速、材料利用率高和生产效率高等优点,具有极高的工程价值和发展前景。