不同成形工艺接头航空导管应力腐蚀研究

海面作战飞机常出现航空导管应力腐蚀现象。为测试无扩口和记忆合金两种不同成形工艺接头的航空导管在海盐环境下应力腐蚀差异,根据国军标构建了试验流程和试验装置,对管件进行试验。试验结束后,对两种导管进行宏观和微观分析,发现无扩口接头导管管套出现周向裂纹且存在应力腐蚀,试件合格率为33.34%。记忆合金接头导管未出现任何裂纹及晶间腐蚀,试件合格率为100%。经分析,无扩口导管裂纹均出现在受力点最大的接头线密封位置,此处出现的应力集中加剧了应力腐蚀的产生。记忆合金接头导管的密封方式避免了应力集中,具有出色的抗应力腐蚀能力。该研究为飞机海盐环境下导管选用提供了参考。

基于Abaqus的航空导管弯曲疲劳试验堵头优化设计

针对航空导管试验用堵头的结构和磨损状况进行分析,在满足正常弯曲旋转运动状态的基础上,为了减少磨损面积并减小附加载荷的影响,提出优化方案设计,将圆柱体堵头改进设计为鼓形堵头。利用有限元分析软件Abaqus建模对DN6~DN14的航空导管使用鼓形和圆柱体堵头装配条件下分别进行工作条件模拟分析,通过应变云图将最大应变值绘成点线图,并计算出附加应变值的大小。各规格导管动态时最大弯曲应变值与静态载荷值的差值(即附加应变值)均在静态载荷5%的允许波动范围内,相比于应用圆柱体堵头,应用鼓形堵头时最大弯曲应变值更接近理想状态值,其点线图与理想状态点线图更为贴合。分析结果表明,优化鼓形堵头后,减小了附加载荷的影响,在原有基础上能更好地满足试验要求,可提高弯曲疲劳试验的准确性和连续性。

生产线仿真技术发展及在航空制造中的应用

生产线仿真技术作为实现数字化工厂的关键技术,预先对生产制造过程评估及解决瓶颈问题,近年来得到了越来越广泛的应用。阐述了生产线仿真的主要内容,回顾了生产线仿真技术的发展历程,分析了生产线仿真技术在航空制造领域的应用现状,最后指出生产线仿真技术在航空制造领域中进一步推广所需要解决的问题。

基于MBD的数字化检测工艺系统研究与应用

结合MBD制造条件下数字化检测技术的发展趋势,研究了基于MBD的数字化检测工艺技术体系与实现途径,提出了一套完整的基于MBD的数字化检测工艺方案,以MBD检测模型作为检测信息载体,以NX/UG、PC-DMIS软件作为软件平台,通过二次开发实现系统功能,实现了在线生产与线外检验的并行进行,使检测工艺由二维变为三维,有效缩短了产品的检测周期,提高了检测效率与检测质量,在企业的实际应用中取得了良好效果。

大飞机数字化制造关键技术

大型飞机数字化制造是一个非常复杂的系统工程,主要关键技术包括数字化并行协同技术、仿真技术、数字化测量技术、智能集成技术、柔性制造技术、飞机部件便捷传送技术、数字化信息处理技术、脉动线制造技术等,通过这些关键技术保证大飞机数字化制造的每个环节高效、顺利地进行,从而保证大飞机研制和生产周期短、质量高、成本低。对关键技术进行了综述分析,指出了关键技术中技术要点和关键问题,对更好地开展大飞机数字化制造具有参考作用。

基于MBD的数字化检测工艺分工技术研究

随着数字化集成制造系统的发展与应用,数字化检测技术在数字化集成制造过程中起到了至关重要的作用,工程需求日益强烈。针对数字化检测过程中缺少较合理的检测工艺分工规划的现状,结合MBD技术,提出了基于MBD的数字化检测工艺分工的相关概念和关键技术。在考虑检测成本及检测时间为约束条件的前提下,根据检测变量构造检测工艺路线函数,实现了最优检测工艺路线的生成与检测工艺分工规划的匹配。

基于MBD的框类组件数字化制造方法应用

大型框类组件的制造采用数字化制造方法具有很大优越性,本文论述了将MBD技术应用于框类组件的数字化制造中的方法,给出了框类组件的数字化协调路线以及MBD环境下的数字标工建立方法及应用方法,对提高大型框类组件的制造技术水平并显著缩短制造周期具有重要现实意义。

基于ANSYS Workbench的航空导管橡胶成形系统开发及成形性能分析

为提高有限元建模仿真效率、降低工程技术人员的操作难度,研究了T形三通管橡胶复合胀形仿真过程中涉及的关键问题。基于ANSYS Workbench仿真平台开发了航空导管橡胶成形系统,创建了建模仿真流程、参数化建模工具与仿真分析工具。利用开发的工具进行了T形三通管橡胶复合胀形研究,分别对最优工艺参数成形及起皱、破裂等成形缺陷进行模拟,以成形高度及壁厚最大增厚率与最大减薄率为成形性能评价指标,将仿真结果与现有试验结果进行对比。结果表明:使用开发工具进行有限元仿真的结果与试验结果吻合良好,验证了开发的航空导管橡胶成形系统的有效性,为成形试验及性能分析提供有效的参考与指导,具有一定的工程实际应用价值。

电磁成型工艺对钛合金表面强化性能的影响

为提高TC4钛合金板材表面硬度,用电磁成型工艺,通过改变冲击电压、冲击次数、驱动片等参数对TC4钛合金板材进行试验。用高精度维式硬度计、有限元模拟、数据拟合软件等对试验结果进行分析。结果表明:电磁成型工艺可一定程度强化TC4钛合金表面,经强化处理的TC4钛合金板材,硬度最大为377.2HV,比原始硬度提升了约10.94%。此外,不同试验条件对试验结果的影响不同。冲击电压过大及冲击次数过多都使试件的硬度低于原始试件。

记忆合金接头航空导管随机振动实验研究

针对记忆合金接头航空导管随机振动问题,建立了随机振动响应分析数学模型,并推导出了随机振动均方根响应表达式.对航空导管进行有限元建模,在此基础上就记忆合金接头航空导管进行了模态和随机振动分析,得到了记忆合金接头航空导管前6阶振动频率、振型以及不同振动水平情况下航空导管应力和变形情况,提取记忆合金接头处等效应力功率谱响应.通过随机振动实验和经典冲击实验进行验证,结果表明,有限元模拟结果与实验结果吻合,同时也通过了经典冲击实验的考核,更加说明了工艺质量的可靠性.目前该记忆合金接头航空导管已应用于我国某机型中.

航空导管应力腐蚀实验研究

针对无扩口航空导管应力腐蚀问题,通过自主研制的应力腐蚀装置,对1Cr18Ni9Ti无扩口导管模拟服役环境,根据规定安装拧紧力矩,施加外部弯曲应力,导管内部通入航空液压油进行应力腐蚀试验。在试验结束后编号为φ12 Y-2的导管表面产生了宏观腐蚀坑,其它无扩口导管无任何破坏和泄露通过考核。对产生腐蚀坑的无扩口导管打磨抛光后进行电子显微镜(SEM)以及金相组织观察。结果表明,裂纹发生在应力集中区域导管与接头连接的密封位置,裂纹沿晶界进行,穿过多个晶粒,最终导致开裂。

基于数据包络分析法的军工企业零件制造工时研究

传统的、依赖人工经验的零件制造工时定额和工时管理方法已不能满足军工企业对工时精细化管理的要求,为此提出了一种基于数据包络分析法的工时定额方法,通过引用数据包络分析法(DEA),根据零件加工设备的投入产出数据建立数据模型,根据零件类型,由生产信息数据库对生产线进行工艺分配,利用CCR模型和BCC模型对工时定额进行预测调整,使各个工序以最佳效率值工作,实现工时准确预测,最大程度上解决企业工时定额问题。针对S企业开展的案例分析,并与模特法进行对比试验,以验证该方法的可行性和有效性。

航空铝合金预腐蚀疲劳寿命退化规律

航空铝合金材料在服役过程中常因腐蚀损伤而导致疲劳断裂问题,通过采用扫描电镜及疲劳寿命测试等方法,研究了不同预腐蚀损伤对2xxx铝合金在不同应力比下疲劳寿命的影响,探讨了预腐蚀损伤对疲劳裂纹萌生扩展的影响机理.结果表明:预腐蚀损伤对2xxx铝合金材料疲劳寿命的影响显著,材料的疲劳性能随着腐蚀损伤程度的增加而明显下降.同时建立了预腐蚀损伤对材料疲劳极限的影响系数C-T-R模型,材料疲劳极限的影响系数C随着预腐蚀时间的增加或者应力比R的增加而变大.断口分析表明,预腐蚀损伤的存在导致裂纹萌生寿命大大缩短,裂纹萌生由单源转变为多源,并且均萌生于腐蚀坑处.

基于量化预腐蚀损伤分析的航空铝合金疲劳寿命预测（英文）

针对航空铝合金(Al-Cu-Mg),提出了一种量化预腐蚀损伤的新方法,该方法将腐蚀坑当量成半椭圆表面裂纹。通过预腐蚀试验、裂纹扩展试验和S-N疲劳试验构建了用于描述疲劳裂纹扩展(FCP)完整阶段的分析模型,并讨论了模型参数与这些疲劳试验数据的关系。基于MATLAB/GUI软件,采用数值积分方法,将当量裂纹尺寸和FCP模型用于计算疲劳寿命。结果表明:FCP模型拟合的S形曲线可以表示裂纹扩展第一阶段至第三阶段的整体变化。此外,预测曲线显示出疲劳寿命的实际变化趋势,并从中获得了疲劳极限的保守结果。因此,对于预腐蚀Al-Cu-Mg合金,尤其是光滑试样,这种新的分析方法可以估算材料的剩余寿命。

孔边倒角和预腐蚀作用下航空铝合金疲劳性能及断裂机理研究

基于航空铝合金带孔结构材料在服役过程中常因腐蚀损伤而导致疲劳断裂问题,通过对未腐蚀和预腐蚀24h后的7075铝合金双孔未倒角和双孔倒角试样进行疲劳实验研究,分析腐蚀预损伤和孔边倒角对试件疲劳性能的影响及疲劳断裂特性差异。结果表明:腐蚀预损伤对7075铝合金材料疲劳寿命的影响显著,双孔未倒角和倒角试样预腐蚀24h后试样中值疲劳寿命比未腐蚀试样最大下降了31.74%和26.92%;孔边倒角对材料疲劳寿命有一定的影响,未腐蚀和预腐蚀24h孔边倒角试样中值疲劳寿命比未倒角试样最大下降了28.02%和15.36%,主要原因是由于孔边倒角过程中产生加工刀痕,引入了"预损伤",且倒角后疲劳裂纹萌生位置变多,导致材料发生疲劳断裂的概率变大。

航空铝合金腐蚀坑当量化技术

针对2系列预腐蚀损伤航空铝合金材料进行腐蚀坑当量化技术研究,结果表明,在预腐蚀条件下,疲劳裂纹起始于腐蚀坑底部并呈辐射状向内扩展,降低了材料裂纹萌生寿命。因此,忽略裂纹成核阶段,提出了一种根据面积等效原理将腐蚀坑当量化成半椭圆表面裂纹的当量化处理方法,直接计算材料的疲劳寿命,并利用NASGRO软件验证了腐蚀坑当量化以及基于断裂力学预测材料疲劳全寿命方法的可行性。研究结果为复杂结构件的寿命评估提供了依据。

航空钛合金Ti6Al4V的三维铣削加工有限元仿真

基于有限元技术的三维铣削仿真对于改善工艺参数、实现高效高质加工具有重要意义。以Ti6Al4V为工件材料,建立了接近实际铣削加工的有限元模型,成功模拟了切屑的形成过程,模拟的切屑形态与真实切屑形态相似;根据应力与温度分布云图对工件的应力场和温度场进行了分析;应用所建模型模拟了不同铣削速度时的3个方向切削力,分析了模拟结果,并进行了与模拟同样条件的测铣削力实验。通过对比切削力的模拟值与实验值,验证了铣削模型的正确性,此模型可用于优化铣削参数。

基于三维工艺全信息模型的可视化制造系统研究

基于模型定义的三维可视化制造技术是现代航空数字化制造中的一种新兴技术,也是未来飞机三维装配工艺设计的发展趋势。通过对三维工艺设计、工艺仿真等系统的集成,完成对设计仿真阶段产生的指令、信息和数据的采集,并通过与生产制造执行管理系统集成,将已完成的工艺设计信息传递到生产现场,实现可视化装配,打通了基于模型定义的产品设计与工艺设计及现场可视化装配的技术路线。解决了难以从传统二维图样中获取数字化加工信息的难题,有效地提高了生产制造的总体效率。

局部激光热处理辅助充液成形航空口框类零件的研究

主要研究了某航空口框零件的局部激光热处理辅助充液成形技术。含有局部加强筋包的口框类零件在传统的落压或者充液成形中非常容易出现如局部破裂和不贴模等缺陷,利用有限元软件Dynaform模拟仿真了该口框类零件的充液成形过程,根据成形极限图准确预测了缺陷出现的位置,深入分析了缺陷产生的原因。提出了利用局部激光热处理对易开裂区域进行处理的新方法,达到局部硬化的目的,并提高易开裂区域的抗变形能力。模拟结果表明,局部硬化的方法可以有效增加金属流动的均匀性和减轻局部的过度减薄,成形试验表明该局部激光热处理辅助充液成形的方法能够有效避免缺陷的出现,成功成形了航空某口框零件。

基于全三维设计的航空紧固件辅助设计系统

MBD模型已成为全三维设计、制造、装配、检验的数据基础。占飞机整体零件数量半数以上的紧固件,传统手工查阅完成紧固件选型的工作方式效率低、错误率高。紧固件种类繁多、造型复杂,传统的MBD三维模型表达方式在加大建模工作量的同时,也使得装配信息冗杂不直观。针对飞机全三维设计过程中,紧固件装配设计重复率高、效率低、准确率低的特点,建立基于全三维设计的航空紧固件智能设计系统。该系统以基于知识的紧固件动态数据库为基础,建立规范化的航空紧固件选用流程,采用紧固件3D点线表达&结构化管理,实现航空紧固件的智能化设计,提高飞机的设计效率、装配效率。