小型高效气动立式预混装置异形桨叶工作特性研究

为解决某交联剂在预混时溶解慢、易挥发、对操作人员危害大等问题,开发了一套采用单轴异形桨叶的可远程控制的小型高效立式气动预混装置。通过有限元方法计算了四种搅拌叶片的流场特性,分析了异形桨叶和其他三种常用桨叶的总体流型、速度流线分布。结果表明,在预混转速为45 rpm时,异形叶片可实现交联剂径向流动,使旋转中心的交联剂充分混合,有效防止中心死区的出现,展现出良好的预混性能,预混时间由人工预混的6 h缩短为2 h,乙腈溶液挥发量减少了60.8%,有效解决了交联剂挥发和挂壁析出问题,提高了交联剂的预混效率。

压铆力对Φ4mm 2A10铆钉连接GFRP/铝合金叠层的铆接干涉量影响研究

为了精确控制玻璃纤维增强塑料(Glass Fiber Reinforced Plastic,GFRP)/铝合金叠层的铆接干涉量,降低GFRP材料因铆接产生的损伤,需要对压铆力对干涉量的影响趋势进行研究。对2A10材料Φ4mm铆钉在连接GFRP/2A12铝合金叠层的电动伺服压铆过程及不同压铆力和预制孔下的铆接干涉量进行了有限元仿真分析,根据仿真结果开展了不同压铆力的压铆试验,对钉杆不同位置的干涉量进行了测量并做了微观检测分析。结果表明,同一预制孔下同测量位置的干涉量随着压铆力的增加而增大,同压铆力下干涉量沿叠层厚度方向(铆钉头向镦头方向)呈现递减趋势;选择Φ4.2mm预制孔、18.3~18.7kN压铆力能够获得理想干涉量且GFRP复合材料无明显损伤。

Ti_(2)AlNb合金蜂窝结构电流辅助成形-扩散连接工艺研究

Ti_(2)AlNb合金蜂窝结构采用辊弯-热校形-点焊复合工艺制备,存在工艺周期长、能耗高、构件精度低、可靠性差等缺陷。本文提出Ti_(2)AlNb合金蜂窝瓦楞板电流辅助辊压成形工艺,利用局部成形位置的高电流密度抑制构件回弹。同时,采用扩散连接工艺制备蜂窝结构,实现蜂窝结构的可靠连接。当电流密度高于阈值(20 A/mm^(2))时,电流密度对于V形弯曲回弹的抑制作用显著。当电流密度达到60 A/mm^(2)时,V形弯曲回弹已基本消除。在瓦楞板电流辅助辊压成形过程中,当最大电流密度增大至66 A/mm^(2)时,瓦楞板的成形角度由125.5°降低为121.3°。设计了Ti_(2)AlNb蜂窝结构扩散连接工装,在970℃/15 MPa/2 h热压工艺参数下,制备了蜂窝结构样件,六边形元胞的尺寸一致、精度高。

选区激光熔化三维点阵结构尺寸效应研究进展

三维点阵结构技术是兼具轻量化和功能-结构一体化设计的创新型技术,结构成形所依赖的选区激光熔化技术在成形跨尺度结构和渐变结构时面临严重的尺寸效应问题,制约了三维点阵结构的应用及推广。特征结构的“形”、“性”特征是评价打印质量的重要标准,因此,以三维点阵的特征结构——杆和薄壁作为研究对象,系统梳理了尺寸效应的相关研究。首先,从温度场出发,阐述了特征尺寸对宏观热累计及介观熔池尺寸、温度梯度、冷却速率的影响规律,为进一步“形”、“性”分析提供依据;其次,缺陷和微观组织形貌是控“形”的主要内容,因此总结了特征尺寸对微观孔隙率、尺寸精度、粗糙度三种缺陷程度及晶粒尺寸、排向两种微观组织特征的影响规律,并对其产生的机理进行了分析;最后,对比了不同缺陷和微观组织特征对力学性能的影响,为特征结构控“性”提供借鉴。合理的工艺参数选择与特征尺寸相互配合,可以有效改善打印质量,提高特征结构的力学性能,为跨尺度结构及渐变结构的工艺方案设计提供参考,同时也为极致轻量化的探索提供了思路。

航天锥形件半自动化电磁铆枪研制及试验验证

针对航天锥形筒状结构件典型的铆接特点,文章提出了用半自动化电磁铆接技术实现其高质量、长寿命连接的方案;设计了包括轴线调整机构、缓冲机构、导向机构和刹车机构的半自动化电磁铆枪系统;完成了电磁铆接后坐力测算试验,分析了电磁铆接后坐力特征,得到1000 V电压下电磁铆接后坐力动量略小于30 N·s,可为电磁铆接缓冲机构精准设计提供支撑;完成了气动铆枪和电磁铆枪铆接强度对比试验,验证了半自动化电磁铆枪解决航天锥形件高质量、长寿命连接难题的可行性。

铝合金贮箱壁板机械校形工艺研究

贮箱壁板是运载火箭箭体的主承力构件,在其制造过程中难以避免产生不期望变形,后期必须对壁板进行校正。本文针对目前贮箱壁板采用人工锤敲校形存在的校形质量不稳定、噪音大、劳动强度大等问题,以航天典型交叉筋条结构铝合金高筋壁板为研究对象,引入机械化方法对壁板进行校形。首先设计了机械校形装置及校形方案,之后利用有限元仿真软件ABAQUS模拟分析了不同误差壁板变形校正所需校形力的变化规律,拟合出校形力大小与校形量之间的函数关系,在此基础上开展了壁板校形试验。试验结果显示,经过机械校形得到的壁板表面质量好,外形精度高,符合生产制造要求。研究表明,机械校形方案用于铝合金贮箱壁板的校形工作行之有效,有助于应对未来壁板型号种类增多带来的高质量、高效率制造要求。

复合材料布带缠绕成型柔性压辊自适应偏航控制技术

研究复合材料预浸胶布带缠绕控制方法。针对缠绕工艺过程复合材料预浸胶布带受压强不均匀易导致制品性能缺陷,提出用于缠绕层厚度不均匀的缠绕点控制方法——柔性压辊自适应偏航控制方法。在分析复合材料预浸胶布带缠绕成型工艺特性以及刚性压辊与柔性压辊缠绕缺陷的基础上,提出柔性压辊自适应偏航控制要素,建立柔性压辊前点在机床坐标系中的位置表达式。设计自适应偏航控制试验平台,基于试验平台分析柔性压辊的自适应偏航控制方法,根据柔性压辊自适应偏航控制要素,建立柔性压辊自适应偏航控制算法,由此算法设计柔性压辊自适应偏航控制系统。试验验证该方法的可行性及正确性,结果表明,与刚性压辊及柔性压辊相比较,柔性压辊自适应偏航方法能够获得密实的缠绕制品,同时保证缠绕成型过程中压辊前点的位置精度。

增材制造技术在国外航天领域的研究应用现状

增材制造是一种新型的数字化制造技术,在航天领域得到了越来越广泛的应用。针对近几年国外在航天领域开展的增材制造技术研究与应用进行了调研分析,重点阐述了增材制造技术在国外航天运输系统、导弹武器系统、卫星系统以及太空制造中的研究应用情况。综合来看,国外航天领域增材制造技术正逐渐进入主流制造技术的行列。

空间焊接技术

随着航天技术的不断发展,人类探索外层空间的兴趣及能力不断增强,各种空间飞行器被发射到太空。飞行器在装配和服役期间,需要进行连接和维护,"空间焊接"

不锈钢管铜翅片热沉制造关键技术

热沉是航天器真空热环境试验设备的重要分系统,提供空间冷黑环境。不锈钢管与铜翅片热沉是近几年发展起来的一种新的热沉结构。文章论述了不锈钢管与铜翅片管板结构加工中的异质金属焊接和一次弯曲成型等一些关键技术,介绍了满足焊接和成型需求的不锈钢管-铜翅片结构设计方式和异质金属焊接可行的一些方法。描述了一次成型设备的设计原理、结构选择、翅片和管板成型方式及电气控制设计,并给出了具体的检验方法。

LZ91镁锂合金激光焊接及超塑性能研究

LZ91镁锂合金是一种具有超低密度和优良塑性的结构材料。本文中LZ91镁锂合金板材在不同激光焊接工艺参数下连接。在不同温度(250℃、300℃)和应变速率(5×10-4s-1、1×10-3s-1)条件下进行单向拉伸试验,研究分析其流动应力和延伸率的变化规律,确定激光焊接LZ91镁锂合金的最佳成形条件:成形温度为300℃,应变速率为5×10-4s-1,激光焊接功率为940 W,焊接速度为1800 mm/min。针对超塑胀形成形方法进行模具设计和宏观有限元模拟,并通过超塑胀形试验验证激光焊接LZ91镁锂合金具有良好的成形性能。

超低干扰力矩微纳卫星姿控半物理仿真平台

微纳卫星姿控的反作用飞轮输出力矩小,难以克服普通气浮转台的干扰力矩,为了解决上述问题,实现微纳卫星姿控地面半物理仿真验证,必须对干扰力矩进行有效补偿。为此,对干扰力矩分类并分析了各自的特性,针对性提出了干扰力矩主动补偿方法,研制了主动补偿式超低干扰力矩气浮转台,并基于此开发了微纳卫星姿控半物理仿真平台。研制的气浮转台的干扰力矩达到2×10-5 Nm,小于微纳卫星反作用飞轮的最小输出力矩,利用半物理仿真平台有效地验证了微纳卫星大角度姿态机动控制算法。

增材制造技术在载人航天工程中的应用与展望

近年来,增材制造技术在载人航天工程中的应用迅速发展。对熔融沉积成型技术、激光选区熔化技术、线材电弧增材制造技术、热喷涂增材技术、月壤增材制造技术等用于载人航天工程的增材制造技术及这些技术的应用领域进行了总结。对增材制造技术在在轨制造飞行器替换件、制造大型桁架等难以在地面制造或发射的部件、制造飞行器复杂部件等应用领域进行了总结。提出未来载人航天工程技术的增材制造中应发展适合载人航天工程的材料体系,应研究微重力环境下的增材制造技术,同时未来还应发展相关工艺。

聚焦离子束加工技术在元器件可靠性领域中的应用研究

FIB技术通过截面加工实现部分失效样品的原位观察,通过截面加工获得的图像获取相关信息;能够进行TEM制样,是材料微分析领域中不可缺少的分析技术;能够进行纳米器件加工,是微加工领域的一种新型技术。FIB技术可操作性强、样品损伤小,对航天型号元器件可靠性质量保证技术具有一定的指导意义。

钛合金球形贮箱异常声发射信号分析

针对钛合金贮箱制造检测工艺过程中经常发生的质量偏差,通过对球形钛合金贮箱两例异常声发射幅度、时间历程以及定位结果等进行综合分析。结果表明,声发射检测技术对贮箱制造工艺状态偏差具有很强的敏感性,声发射检测结果不仅能反映贮箱产品的强度质量,还能反映贮箱制造工艺状态的稳定性和偏差。

铸造充型及凝固过程模拟研究概况

铸造过程数值模拟已经深入到铸件成形过程的各个方面,成为获得优质铸件的关键技术。文章对铸造充型和凝固过程数值模拟的发展现状及前景进行了综合评述,并对铸造过程数值模拟的基本理论及相关的应用软件进行了阐述。

重金属掺杂硅平面外延开关三极管失效分析技术研究

对航天某型号选用3DK104D型NPN硅外延平面小功率开关三极管补充筛选试验中参数超差问题进行了分析,采用非破坏和破坏性分析相结合的技术,对硅基开关晶体管的失效机理进行了研究,最终得出参数超差属批次性质量问题,予以剔除。

激光焊接技术在航天产品中的应用

激光焊接技术是集激光技术、焊接技术、自动化技术、材料技术、机械制造技术及产品设计为一体的系统工程,其应用过程中需将机理研究、焊接工艺、结构设计、设备制造有机结合起来,发挥整体功能。随着航天制造业的发展,激光焊以其高能量密度、深穿透、高精度和强适应性等优点,在航天产品生产中充分发挥了先进、快速和灵活的加工特点,使产品重量明显减轻,焊接质量显著提高。21世纪激光焊接技术在航天材料连接领域必将发挥愈来愈重要的作用。

航天型号元器件补充筛选必要性分析

以多颗卫星元器件补充筛选试验数据为样本,探究元器件补充筛选必要性分析。经过分析研究,认为低成本商业卫星元器件的补充筛选,改变现有筛选模式,结合元器件自身特点以及实际应用需求,合理制定筛选技术方案,能够在保证型号进度以及可靠性的条件下节省成本,一定程度上为商业卫星的发展提供技术支持。

长针电连接器去金搪锡工艺技术

针对长针电连接器手工搪锡效率低、质量差的问题,分析了当前几种搪锡方法的优缺点,提出研制搪锡保护装置使用锡锅搪锡的工艺方法,详述了保护装置研制的关键技术及具体实施方法。结果表明,本工艺方法操作过程简单、难度低,工艺稳定性好,极少出现返工返修情况,搪锡质量和效率均大幅提高,保护装置可以重复使用,降低了搪锡成本。