航空发动机外部管路支架优化设计与应用

针对某发动机管路支架安装边裂纹问题,通过对支架裂纹处断口的分析及对支架组件进行了静强度受力分析,明确解决失效问题。从零件设计、加工、装配3方面着手,确定失效原因为支架与管路之间存在相互作用力,支架工作时除受振动应力影响外还承受装配时引入的额外应力。因支架组件刚性较强,受力后缓冲较弱,支架弹性变形所产生的作用力会传递至孔边,易产生裂纹。设计了增加浮动结构的改进方案,其具备轴向变形补偿能力,可以大幅降低传递至孔边的作用力。经试验验证,该措施可行、有效。

航空发动机点火系统电磁兼容性研究

随着电子技术高精密化的发展,电磁干扰已成为电气系统和设备正常工作的突出障碍,因而开展电磁兼容性研究日显重要。本文对某航空发动机点火系统进行了电磁兼容性试验,通过对试验结果的研究并结合点火系统的工作方式,在点火系统供电的电源线上加装滤波器装置,以消除或减小其在电源线上产生的传导干扰,实现其电源线与其他用电设备的电源线隔离,以提高电磁兼容性的改进措施,并取得了良好的试验效果。

军用航空发动机适航管理

适用性是指对安全质量和物理完整性的预期操作环境和民用航空产品的使用。在美国对军用飞机方面的适应性要求很高,它会把军用飞机发展过程中的适应性考虑进去,这样对军用飞机的安全性也提高了很多,从过去十年里就能看出来,灾害只发生了大约 1.5 起。作为飞机的动力源和最重要的辅助设备,各指标的优劣对飞机的性能有着直接得的影响。因此,提高整个军用飞机安全性的必要手段就是要提高军用航空发动机的安全水平。

K4169高温合金机匣的精密脉冲弧焊修复技术

精密脉冲弧焊技术具有适应性强、灵活简便、可精确控制热输入等优势,采用该工艺对3 mm厚K4169板材进行焊接试验。结果表明,焊缝组织呈细枝晶形态,并析出细小均匀的沉淀强化相,X射线检测结果表明焊缝内无缺陷形成,接头中焊缝处硬度较母材低,接头室温拉伸性能、高温抗拉强度均与母材相当。采用该工艺对机匣零件裂纹缺陷进行了修复试验,检测结果表明修复质量满足使用要求,即精密脉冲弧焊技术可以应用于机匣零件的裂纹修复。

航空结构金属材料的腐蚀性失效分析

伴随着我国经济的发展,我国的航空事业也有了非常大的发展和提升,在我国的航空事业发展的过程中有很多的问题需要我们的航天人员进行研究和分析,只有这样才能够保障航空事业的绝对安全以及可靠。航空材料的使用就是目前我国航空领域需要面对以及处理的问题。航空材料在使用的过程中,由于外界以及材料自身的影响,航空材料中的结构材料会受到一定程度的影响,例如航空结构金属材料的腐蚀问题等等。本文主要针对航空结构金属材料的腐蚀性失效进行详细的分析以及阐述,希望通过本文的阐述以及分析能够有效的提升我国航空结构金属材料的耐腐蚀性,同时也为我国航空材料的进一步发展以及创新贡献力量。

TC4薄壁件后盖激光选区熔化技术研究

该文针对航空发动机后盖的结构特点、使用工况以及现有工艺技术瓶颈问题,提出了激光选区熔化增材制造工艺方案,并进行了大量的试验、检测及验证工作,开展了Ti6Al4V合金激光选区熔化成形的工艺验证、组织性能测试及零件尺寸检测等。研究发现,激光选区熔化成形的后盖横、纵向力学性能差别不大,远高于铸件要求。贯彻带有复杂变截面导管结构,实现后盖的激光选区熔化成形,大幅度提升后盖制造精度和符合性,解决现有后盖工艺难度大、合格率低、变形较大等问题。

SiCf/SiC复合材料高温水氧腐蚀性能研究

采用2.5D方式编织SiCf/SiC复合材料预制体,CVI工艺制备PyC界面层,CVI-PIP复合工艺制备SiCf/SiC复合材料基体,在1300℃、50%水汽/50%O 2混合气体的条件下对SiCf/SiC复合材料进行高温水氧腐蚀试验,对SiCf/SiC复合材料在腐蚀前后的相成分变化及微观组织变化进行评价,并探讨了其在高温水氧腐蚀条件下的性能退化机理。结果表明,PyC界面层易被氧化生成气体产物从而留下间隙,该通道为外界腐蚀性气体如水汽、氧气进入复合材料内部侵蚀其纤维、基体等提供捷径。

发动机尾喷口作动筒漏油故障分析与排故

本文针对发动机喷口作动筒漏油故障现象,从工作原理、失效机理等方面进行故障原因分析。通过影响因素分析,得出密封圈失效的原因是由于密封圈发生扭曲损伤,而造成密封圈扭曲损伤的原因主要是由于密封圈、密封槽及活塞杆的配合尺寸不合理所致,并提出了改进措施,对同类型作动筒漏油故障的排除具有指导意义。

发动机弹性片裂纹故障分析

本文针对发动机弹性片裂纹故障现象,从故障件工况对比、断口分析等方面进行分析,与其他发动机同类件进行结构比较,并开展模拟变形强度计算等故障原因分析工作.综合分析结果得出:弹性片裂纹故障原因主要是由于为适应发动机结构改变,弹性片长度增加导致应力增大造成的.

钇,铈对低铪镍基K444返回合金组织与力学性能的影响

研究了Y,Ce对含铪(Hf)镍基铸造高温合金K444返回料(添加50%返回料)合金的力学性能和组织的影响。研究结果表明:适量Y,Ce(Y<0.03%,Ce<0.015%(质量分数))添加到返回料合金后,一方面,Y,Ce具有去除N,O等有害杂质的作用,使O含量由15×10-6降低到8×10-6,N含量由35×10-6降低到18×10-6,从而使返回料合金得到净化。另一方面,Y,Ce细化了枝晶组织,减少了共晶和大块状碳化物数量,并且强化了晶界。和未加Y,Ce的返回料合金相比,添加Y,Ce使返回料合金室温拉伸强度提高约100 MPa,塑性提高近一倍;使900℃的高温瞬时拉伸性能波动较为平稳,塑性提高近一倍。添加Y,Ce还可以提高返回合金900℃/274 MPa条件下的持久性能,达到新料水平;可以明显延长K444返回合金900℃/274 MPa条件下的蠕变第二阶段,提高蠕变寿命。

高速刮擦条件下两种铝基封严涂层的可刮削性

目前少有从涂层机械性能角度(如硬度、结合强度等)研究大量应用于我国航空发动机上的Al-BN涂层的材料性能及其在高滑动速度条件下的摩擦学行为。为此,以AlSi-PHb涂层为参比对象,对比了两者的材料性能,并通过自制的高速刮擦试验机对两者与对偶钛合金叶片在高速工况下的摩擦磨损行为进行了研究。结果表明:AlSi-PHb涂层的组织均匀性更好、机械性能更高;Al-BN涂层粘着叶片,AlSi-PHb涂层粘着叶片的同时还强烈地磨损叶片,两种铝基涂层的可刮削性均存在不足;涂层的机械性能对于叶片的损伤形式具有直接影响,机械性能高,则刮擦时摩擦热效应显著,涂层易损伤叶片;反之,则易于粘着叶片。适度的机械性能,是封严涂层获得良好可刮削性的关键所在。

基于占能比的铣削加工颤振在线监测研究

薄壁件的精加工阶段,由于刀具悬伸长,工件刚度低,加工中容易发生变形进而引起颤振。因此需要可靠的标准监测加工状态,判断加工参数是否合理。首先,采集加工中包含颤振现象的声压数据,分析颤振发生时域有效值及频域功率谱的特点,对比在不同状态的特征,并以这些特征作为监测的依据;然后,在颤振发生时能量集中频段转移,通过小波包分解后构造出反映这一特征的特征量;最后,以小波变换时频图作为状态判断依据,通过离线分析设定相关阈值,设置多重标准,满足时域有效值和频域占能比阈值要求后计算特征值,判断加工状态。验证结果表明,笔者所提出的方法可以准确识别颤振现象,同时表明声压信号可以反映颤振特征。阈值设定后,即可为后续加工在线监测提供判断标准,避免因加工参数选择不合理时对工件或机床造成损害。

Si掺杂对纳米硬质CrAlN涂层结构及性能影响

采用真空阴极电弧离子镀技术在V-4E工具钢表面制备了CrAlN、CrAlSiN两种多元纳米硬质涂层。采用划痕仪、工具显微镜、显微硬度计、球磨仪、SEM、EDS、XRD、TEM及XPS分析了涂层的力学性能、摩擦学性能以及微结构。结果表明:与CrAlN涂层相比,CrAlSiN涂层中Si的掺杂能使晶粒细化,提高涂层硬度和耐磨性、优化膜基结合水平;CrAlSiN涂层中的立方相CrN由(111)择优取向向(200)择优取向转变,晶粒尺寸明显减小,相结构为非晶态Si_3N_4包覆纳米晶复合混合框架结构。

TiB2/7050铝基复合材料风扇叶片锻件的研制

应用等温模锻技术研制出Ti B2/7050铝基复合材料发动机风扇叶片,并对原始坯料和叶片进行了组织和力学性能测试。结果表明,原始坯料的纵向为纤维组织,力学性能较好;横向为等轴组织,力学性能稍差,各向异性明显。成形后Ti B2/7050复合材料叶片的各个部位的各向异性得到不同程度的改善。榫头纵向依然为纤维组织,拉伸性能略有下降,横向的等轴组织被一定程度拉长,力学性能比原始坯料稍有提高。叶身和叶尖的横、纵向组织都呈现细小的纤维状形貌,力学性能趋向一致,各向异性明显改善。

Ti-22Al-25Nb合金惯性摩擦焊接头显微组织与力学性能

采用惯性摩擦焊技术焊接Ti-22Al-25Nb合金,研究热处理前后焊接接头微观组织和显微硬度的变化,分析接头在650℃和750℃高温拉伸力学性能.结果表明:接头原始态焊合区由B2相和极少量残余α2相构成,热处理后焊合区由B2相和O相构成,O相由B2相直接相变产生,相变过程无成分变化.原始态焊合区的显微硬度高于母材,780℃/3 h热处理后焊合区的显微硬度陡升,大量析出的细小O相促进硬度升高,800℃/3 h热处理后焊合区显微硬度介于原始态和780℃/3 h热处理之间.高温拉伸断裂位置均位于母材区域,650℃拉伸断口微观形貌呈韧性断裂特征,断口存在较多浅而小的韧窝.

PLC在滑油泵组试验器中的应用

本文采用以可编程逻辑控制器PLC为核心的自动控制技术,设计了一套航空发动机滑油泵组试验器控制系统,实现了电磁换向阀的选择,开断时间的设定及显示。文中还介绍了PLC的软件结构及编程方法。

喷涂工艺对SiC基片上制备的Si粘结层组织及性能的影响

环境障涂层体系中Si粘结层的制备工艺对涂层性能有重要影响,性能良好的Si粘结层可以有效提高环境障涂层与SiC复合材料结合强度和改善涂层与基体热膨胀的匹配程度。本文主要研究Si粘结层的制备工艺对涂层组织及性能的影响,采用大气等离子喷涂技术在SiC基片上制备Si粘结层,研究喷涂电流对Si粘结层表面粗糙度、相组成与形貌、与基体的结合强度和硬度的影响。综合分析发现,喷涂电流为400 A时,颗粒熔融状态良好,涂层表面粗糙度Ra为(3.15±0.35)μm,截面孔隙率为4.9%,涂层结合优于其他三组工艺,其平均结合强度值为16 MPa。

固溶温度对GH4099合金组织和性能影响

研究了固溶温度对GH4099合金金相组织、拉伸性能、高温持久性能影响。结果表明:在1060~1120℃固溶温度范围内,提高固溶温度合金平均晶粒尺寸长大,并且析出物也有一定的长大趋势数量相对减少;固溶温度对室温拉伸强度和塑性影响不大,高温拉伸强度和塑性、持久时间均随着固溶温度的提高而提高。

电缆弯曲试验测试设备设计

电缆弯曲试验测试系统是一套试验控制、数据采集、记录和分析处理的试验系统,用于对多种电缆与电连接器的电气与机械性能进行测试,验证其瞬时通断性能。设备操作基于半自动化的理念,操作人员负责DUTs的安装与卸载,测试过程为自动控制过程。

多工位电子束焊接装置设计及控制

本文针对小零件电子束焊单件焊接效率低下的问题,根据现场实际设计了电子束焊多工位焊接装置,一次抽真空可焊接多个零件,实现工作过程中工位转换的自动控制。