虚拟装配技术在航空发动机燃油附件设计验证中的应用

在航空发动机燃油附件产品设计验证阶段,运用虚拟装配技术对设计方案可装配性、维护维修性进行仿真验证,可有效提升燃油附件产品功能性、工艺性和维护维修性,同时还可以起,缩短研发周期、降低研发成本、提高燃油附件产品质量和服务品质的作用。

航空发动机复杂控制构件创新设计与快速成形

分析了航空发动机传统复杂控制构件深孔加工的难点及直角转弯交叉孔流场特性。基于选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术的创新设计和快速成形在新一代航空发动机控制系统复杂构件研制中的优势不断显现:通过运用集约化和轻量化的设计思路,改变了传统的设计模式和产品架构。通过设计随形流道,降低了液流运动过程中的能量损失。通过支撑优化设计、成形过程模拟等工艺设计和仿真,减少了试错过程,提升了研发效益,实现了产品研制快速迭代。

单分散铋铁氧体微米片的制备及其磁学和光催化活性

为实现铋铁氧体微纳米晶体的形貌尺寸调控,采用一步水热法成功实现了单分散BiFeO_(3)(BFO)微纳米结构的可控合成,并对其结构和性能进行了系统研究。结果表明:所制备的BFO样品为规则圆片状单分散单晶颗粒,其直径约2μm,厚度约250nm,表面光滑;样品的形貌和晶相演变取决于水热反应中矿化剂NaOH的浓度。该BFO样品在120min内对1×10^(-5) mol/L亚甲基蓝(MB)水溶液的催化降解效率为93.8%,同时其在室温下具有一定的铁磁性,为后续深入研究光催化材料的磁性回收提供了可能性。研究结果对新型磁性催化类功能材料的设计开发和应用具有一定的参考意义。

海量微孔水辅助法皮秒激光加工技术的研究及应用

针对激光加工具有海量微孔的金属滤网时基板热变形严重,且所加工微孔锥度大、孔形一致性差等问题,提出了背面水辅助的激光微孔加工法。该方法利用水进入微孔的毛细现象,光在气液界面的反射、折射现象,激光辐照到水中产生的力效应、空泡效应,以及水的冷却作用,实现了提高微孔加工质量的目的。采用皮秒脉冲激光分别在无水和有水辅助情况下对不同厚度的304不锈钢板进行打孔试验,验证了背面水辅助激光加工法的可行性。试验结果表明:在相同的加工参数下,相对于无水激光直接加工法,采用背面水辅助法加工得到的微孔锥度降低了2°~6°,再铸层减少,热影响区减小,所加工滤网的变形量减小,微孔的一致性得到提高。最后采用正交试验优化的工艺参数,在60μm厚板材上实现了出口孔径为55μm的具有海量微孔的滤网的加工。

选区激光熔化成形AlSi10Mg组织与拉伸性能的各向异性研究

采用选区激光熔化(SLM)技术成形了Al Si10Mg合金,研究了该合金的显微组织及室温拉伸性能。结果表明:SLM成形Al Si10Mg合金具有细小的显微组织与较高的室温拉伸性能,且存在明显的各向异性;SLM成形过程中的高冷速显著细化了初生α-Al枝晶,熔池内部及边缘不同的凝固条件不仅使两处α-Al枝晶的尺寸不同,而且决定了α-Al枝晶的生长形态,但整体呈外延生长;结合试样不同取向上枝晶间Al-Si共晶组织的形态及演化规律,揭示了合金组织的各向异性;室温拉伸试样沿沉积方向(纵向)与扫描方向(横向)的强度相当,但延伸率相差近一倍,合金性能的各向异性主要表现在延展性上;拉伸断口SEM形貌特征体现了试样的断裂机理,结合横、纵向试样断口处的韧窝尺寸、Al-Si共晶组织形态、微裂纹形成等因素说明了断裂方式为沿晶断裂;SLM成形Al Si10Mg的组织与性能均优于传统铸件,有利于SLM技术在航空发动机控制系统典型复杂零部件的设计制造中实现工程化应用。