SG砂轮磨削航空合金温度研究

钛合金和高温合金的导热性差,磨削过程中产生的高温不仅加速砂轮的磨损,而且降低工件表面质量,磨削温度是影响磨削过程的重要参数。本文重点阐述了夹丝半人工热电偶法测温原理及标定方法,并对不同磨削条件下磨削航空合金的温度进行了实验研究。实验选用新型陶瓷氧化铝SG砂轮和普通GC砂轮,分析磨削温度信号的物理意义,系统地研究了磨削用量、磨削方式、砂轮类型以及工件材料对航空合金磨削时温度的影响,为航空合金的高效高精度磨削加工工艺优化提供实验依据。

延塑性航空合金磨削砂轮粘附及粘附抑制技术的研究现状与展望

磨削是实现高性能、高精度零件加工的重要手段,但砂轮粘附现象严重制约了磨削技术在延塑性航空合金零件精密制造过程中的应用。对这一领域的最新研究进展进行综述,回顾了粘着磨损和砂轮粘附形成机理,分析了影响砂轮粘附的因素以及砂轮粘附对磨削力、磨削温度和磨削加工后工件表面质量的影响;介绍了砂轮粘附建模的国内外研究现状,同时深入分析这些模型应用的局限性;综述了砂轮粘附抑制技术研究的最新进展,涉及磨削参数选取、改善磨削区冷却和润滑条件、砂轮结构设计、在线清理、在线修整、电化学磨削等方法;从工程应用的角度对砂轮粘附问题未来的研究方向进行了展望。

基于远程激光诱导击穿光谱技术的航空合金鉴别

将远程激光诱导击穿光谱技术应用于航空合金原材料的原位在线分析,可为航空工业生产在线监控提供新方法。研制了一套基于光纤光谱仪的1~30 m可连续调焦的远程共轴激光诱导击穿光谱装置。利用该装置在4 m外对6种未经处理的不同牌号航空合金样品进行激光诱导击穿光谱测量,通过选取6条特征谱线,结合K最近邻算法对光谱进行分析鉴别。实验结果表明,在同一靶点,当激光脉冲累计数为10时,分类正确率为98%;当脉冲累计数大于20时,分类正确率达到100%。研究结果可为工业生产现场开展金属原材料的远程快速准确分类检测提供参考。

高硬度航空合金铣削颤振研究进展

高硬度、高强度合金在航天航空领域的应用越来越广泛,但这类合金在铣削过程中存在铣削力过大而容易引起刀具颤振的问题,而刀具颤振会降低工件的最终表面质量和生产效率。为了减少刀具颤振对加工质量的影响,铣削颤振稳定性预测被广泛应用于高硬度合金铣削的研究中。综述了高硬度航空合金铣削过程颤振稳定性分析的研究现状,重点阐述再生型颤振的动力学建模,分析刀具颤振与磨损的相互关系,介绍了近年来铣削颤振稳定性研究中抑制颤振的研究成果。

激光诱导击穿光谱技术识别航空合金牌号

激光诱导击穿光谱(LIBS)作为一种多元素、高灵敏、非接触式的光谱分析技术,已经被广泛用于钢铁、铝合金等金属材料的定量与定性分析。为将LIBS技术用于航空合金牌号的高准确率识别,对6种不同牌号的航空合金进行了实验测量与分析。实验使用1064nm的Nd∶YAG固体激光器作为激发源,采集了每种合金的100组光谱,每组光谱为100次激光脉冲的平均结果。将得到的航空合金光谱按7∶3的比例划分为训练集和测试集,分别利用全光谱数据和特征谱线数据建立偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型进行航空合金LIBS识别。两种模型得到训练集和测试集的识别正确率均为100%。研究结果表明,LIBS技术与化学计量学结合可以快速准确识别航空合金牌号,且基于特征谱线数据的PLS-DA模型在较少数据输入的情况下可取得与全光谱数据模型相同的结果。实验可为进一步开展航空合金LIBS现场检测工作提供方法参考。

新型Al-Zn-Mg-Cu系航空合金

俄罗斯专利RU2293783中公布的这种可用于航空工业的铝合金中所含合金元素质量分数为：3．5％-4．85％Zn，0．3％-1．0％Cu、1．2％-2．2％Mg、0．15％～0．6％Mn、0．01％-0．3％Cr、0．01％～0．15％Fe、0．01％-0．12％Si、0．05％-0．4％Sc；还含有0．05％-0．15％Zr或0．005％-0．25％Ce．其余是Al。

航空合金在热处理炉中的应用

在热处理或热加工中炉子工作的生产率和成本效益,颇大程度上取决于炉子元件和夹具的可靠性和寿命。这类零件的合金选择在热处理操作的经济优化中是一个重要的环节。试验室数据和使用实例业已证明,许多种最初为航空使用而开发的高温耐蚀合金在热加工系统中用来代替传统使用的合金,能提供成本效益。这些航空合金比其代用材类要贵得多,但是,它能增加使用寿命,降低维修费用,减少停炉时间,避免突然失效和增加负荷系数,生产率和周期时间,证明使用航空合金是正确的。

局部冷却布置对航空铝合金蒙皮化铣温度场的影响研究

为优化某航空铝合金蒙皮化铣过程中局部冷却布置,利用Fluent软件对局部冷却时蒙皮化铣温度场进行有限元数值模拟,研究局部冷却布置对航空铝合金蒙皮化铣温度场的影响。结果表明:随化铣时间增加,蒙皮表面温度增加,且存在较大温度差,化铣760 s后温度差超过4℃;单冷却喷口局部冷却效果较差,底部化铣面冷却不足;下方加装一个喷口会改善底部化铣面冷却效果;上方加装一个喷口使化铣面右上部分高温区域消失,能够明显改善化铣面温度均匀性;但过多冷却喷口(5喷口)会使冷却液相互干扰,化铣面温度均匀性变差。喷口流速低于2 m/s时,化铣面降温速度较慢;高于3 m/s时,化铣面降温速度较快,但温度均匀性变差。从冷却效果考虑,采用纵向三冷却喷口布置、喷口流速3 m/s的方案最佳,此时化铣面最低温度冷却至85℃所需时间为51 s,化铣面最高温度为89.3℃,平均温度为87.5℃。

机加工过程中切削液对航空铝合金零件的腐蚀机理研究

机加工过程中航空铝合金零件的腐蚀是一个普遍而又难以解决的问题,这与切削液的长期浸泡有直接关系。文章通过浸泡实验模拟机加工过程中切削液对航空铝合金零件的腐蚀现象,再结合其他实验分析机加工过程中航空铝合金的腐蚀机理。航空铝合金腐蚀区域Al、Mg、Zn和Cu元素含量明显降低;腐蚀区域C和O元素大幅增加,而这些变化与现场液杂质相关。含量较高的Cl-对航空铝合金具有非常强的腐蚀性,含量较高的Ca2+、Mg2+、Na+可以间接加速航空铝合金零件的腐蚀。阳离子杂质一方面提高切削液电导率,加速航空铝合金的电化学腐蚀;另一方面消耗缓蚀剂含量,削弱缓蚀剂的保护作用。文章为机加工过程中航空铝合金零件的保护和切削液缓蚀剂的研究提供一定理论依据。

腐蚀条件对7050航空铝合金断口形貌及失效机理的影响

为研究腐蚀条件对7050航空铝合金失效形式的影响,分析不同腐蚀时间和腐蚀溶液浓度对7050航空铝合金试样断口宏观及微观形貌、能谱、金相组织的影响,并进一步分析其失效机理。结果表明:在3.5%NaCl溶液和5%NaCl溶液的腐蚀环境下,7050航空铝合金试样中的Al元素含量会随着腐蚀时间的增加而逐渐降低,而5%NaCl溶液中腐蚀的试样含有更多的O元素;腐蚀时间和腐蚀液浓度的增加会使得7050航空铝合金损伤机理发生转变,还会使试样产生更多的由腐蚀产物堆积的局部腐蚀点和深色狭长的被腐蚀晶界。

机器学习在航空发动机钛合金研究中的应用进展

高性能航空发动机的不断发展对钛合金的综合性能提出更高要求,基于不同合金化元素作用机理的材料成分设计技术是实现钛合金改性的重要途径。对于日益复杂的航空发动机钛合金材料体系,不同元素的相互作用机理及精准设计难度极大。基于Mo当量和密度泛函等传统设计已不能满足未来需求,机器学习成为一种可行且高效的理论工具。本文在介绍钛合金机器学习基本原理和方法的基础上,综述通过机器学习实现航空发动机钛合金成分设计及工艺优化的最新研究成果,重点比较不同机器学习模型在预测力学性能及高温氧化性能上的特点及优势,最后对未来基于主动学习框架设计航空发动机钛合金成分的研究方法进行展望,指出Mo/Al当量设计与机器学习相结合、复杂多组元合金材料简化元素设计等是今后重要发展方向。

航空发动机钛合金分子动力学计算技术研究进展

未来航空发动机推重比等性能不断提升,对钛合金部件的高温力学及结构稳定性等提出更高的需求。传统实物实验在时间、空间尺度的局限性日益凸显,对于微观瞬态现象及机理的深入研究存在一定难度。而分子动力学(molecular dynamics,MD)计算技术以原子/分子模型为计算对象,在引入牛顿经典力学与经验参数的基础上,较量子计算方法大幅度提高了计算效率,从而成为实现航空发动机钛合金工艺参数优化与组织性能计算的重要技术途径。本文在概述MD计算空间与时间尺度优势基本原理的基础上,重点介绍通过MD计算方法研究钛合金成形制造、微观组织与结构、力学与热力学性能、材料设计和力场开发等方面的研究进展,以及有助于航空发动机钛合金耐高温性能提升的代表性结论。最后结合航空发动机钛合金对MD计算技术的需求,展望未来研究方向,指出基于MD计算方法的钛合金高通量成分设计、训练针对成熟钛合金成分体系的分子力场和将新型ReaxFF(reactive force field)反应力场引入钛合金燃烧机理研究中面临的挑战。

航空铝合金发展与应用分析

铝合金因其优异的物理性能和化学性能,在航空工业中得到广泛应用。随着航空工业的飞速发展,其对铝合金的需求量越来越大,而目前航空工业的发展速度远超铝合金产量增长速度,使得铝合金材料的开发与应用成为航空工业发展的瓶颈。因此,铝合金材料的研发和应用成为全球各大航空公司、飞机制造商、科研机构研究开发的重点。目前,在航空领域,铝合金材料主要应用于机身、机翼、机身段、起落架、机轮、机载设备等部件,在飞机总体设计中已大量采用铝合金材料。但是结合国内实际航空工业的发展,我国航空铝合金发展相较于西方发达国家,仍存在一定的不足之处,需我国技术人员进行进一步研究。

封孔工艺对2A12航空铝合金微弧氧化膜的影响

封孔工艺对2A12航空铝合金微弧氧化膜层的微孔和裂纹进行了填充,是重要的微弧氧化后处理工艺。本文对比研究了封孔工艺对2A12航空铝合金微弧氧化膜层厚度、硬度、粗糙度和耐蚀性的影响。使用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪分别对微弧氧化膜层的微观形貌、元素组成、晶相结构进行表征分析,使用涂层测厚仪、维氏显微硬度仪、粗糙度检测仪、酸性盐雾箱分别对封孔工艺处理前后膜层的厚度、硬度、粗糙度、耐蚀性进行测试。对2A12航空铝合金微弧氧化膜层进行硅烷封孔工艺处理,其厚度与硬度无明显变化、粗糙度降低,耐蚀性能显著提升,硅烷3次封孔后的膜层经过酸性盐雾试验192 h无腐蚀痕迹,为后期铝合金微弧氧化在航空领域的应用提供了参考。

基于人工神经网络的航空铝合金激光切割工艺研究

为了推动铝合金激光切割工艺在航空领域的应用,进而对航空铝合金激光切割工艺进行研究。采用正交试验获取了工艺参数与质量特性的数据样本;再利用Python语言建立一个包含双隐藏层的人工神经网络模型对样本进行学习,通过该模型探究了工艺参数同质量特性之间的影响关联并进行预测分析。结果表明,得到的各质量特性预测的平均误差都能控制在10%以内。通过该模型优化获得试验件的尺寸偏差、粗糙度和热影响区宽度的实际测量值和预测值误差分别为8.5%、6.4%和8.2%。

航空铝铜合金化学转化覆膜的刷涂制备及性能

采用Alodine1001和Alodine1201,利用刷涂化学转化处理溶液的方法在航空铝铜合金上制备了化学转化覆膜,并对制备的样品进行了表面拒水性和电化学腐蚀测试。相对于未处理铝合金,采用Alodine1001和Alodine1201处理形成化学转化膜后样品具有明显的疏水性,而处理后的铝合金的电极电位有略微提高,腐蚀电流降低,具有良好的防腐性能,其中Alodine1201处理后的结果明显好于Alodine1001,应优先选用Alodine1201。

航空钛合金的应用及发展趋势

钛合金由于其优异的综合性能得到航空工业的重视,其应用水平已成为衡量新一代飞机和新型发动机先进性的重要标志之一。我国航空钛合金的用量不断提升,但与发达国家还存在一定的差距。低成本、高性能及增材制造新工艺将成为未来航空钛合金的重点发展趋势。

航空铝合金高速铣削加工的有限元模拟

研究了铣削加工模拟所涉及的切削层的等效简化、工件材料的流动应力模型、刀屑接触面的摩擦模型和热传导控制方程等关键技术,并针对铣削加工的特点,建立了铣削加工模拟的有限元模型,基于此模型对高速铣削加工航空铝合金7050-T7451的切削力、应力和温度进行了有限元模拟.通过铣削力实验测得了同样切削条件下的铣削力值,其值与数值模拟结果比较吻合,证明了所建有限元模型的正确性,从而也表明了采用此模型进行的应力和温度的模拟结果是可信的.铣削加工有限元模拟研究为铝合金切削加工的工艺参数优化、刀具的优选和工艺规划奠定了基础.

航空铝合金7050-T7451铣削力模型的实验研究

采用多因素回归正交实验法进行铣削实验 ,在给出四因素、四水平实验模型中常系数和指数数学推导公式的基础上 ,建立了特种材料 70 50-T7451的铣削力模型 ,为进一步研究航空铝合金数控加工变形提供了可靠的边界条件。

激光冲击处理对LY2航空铝合金低循环疲劳寿命影响研究

本文针对LY2航空铝合金材料,利用爆轰波理论、材料的屈服强度理论计算了激光冲击的参数范围。在此基础上设计进行了试件激光冲击处理前后的低循环疲劳寿命实验,得出激光冲击强化可以显著提高LY2航空铝合金试件的低循环疲劳寿命的结果。最后从残余应力和微观组织结构变化两方面分析了LY2航空铝合金这种低循环疲劳性能改善的根本原因。