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。

激光沉积制造零件表面粗糙度预测及控制方法研究

针对激光沉积制造(LDM)成形零件表面粗糙度高、成形质量差,以及打印后必须进行机加工等后处理的问题,自主搭建成形平台,使用“小光斑、小层厚、小粉末粒径”的工艺方法打印具有不同倾斜角度的薄壁零件,并考虑熔道搭接、层间抬升量及成形角度的影响,基于增材制造分层切片原理,给出了不同几何特征下典型薄壁零件的理论表面粗糙度预测模型,通过实际打印薄壁零件对其进行三维共聚焦观测表面形貌和粗糙度,测量验证了所提出的表面粗糙度预测模型的正确性,并在此基础上提出了激光沉积制造零件表面粗糙度的控制策略。

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。

SP-700钛合金超塑性能及双层结构SPF/DB工艺研究

在720~820℃,5×10^(-2)~1×10^(-3) s^(-1)应变率范围内对SP-700钛合金超塑性能进行测试和研究。结果表明:在780~800℃,1×10^(-3) s^(-1)应变率下,材料展现出良好超塑性,伸长率超过762%。为验证SP-700钛合金低温超塑成形工程化应用的工艺性,实现高效率研制,选定工艺参数为780~800℃,应变率为5×10^(-3) s^(-1),采用SPF/DB技术进行典型双层结构件试制,采用三维扫描测量技术分析构件成形精度,进行力学性能测试、金相组织分析和氢氧含量测试,并与Ti-6Al-4V合金相应性能进行对比。结果表明:在选定的工艺参数下,SP-700钛合金可成形符合标准的多层结构SPF/DB零件,成形精度<0.5 mm;与Ti-6Al-4V相比,该材料具有良好低温超塑性,可替代Ti-6Al-4V工程化应用。

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。

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。

激光沉积制造Ti65合金在热处理条件下的组织与力学性能演化

对激光沉积制造的Ti65合金样品分别进行退火和固溶+时效热处理,并分析样品的显微形貌、元素分布与拉伸强度之间的内在联系。激光沉积制造Ti65合金在沉积态、退火态和固溶+时效态时,均以α片层组织为主,片层长宽比随热处理最高温度的增高而降低,固溶+时效态样品显微组织主要由α片层和β转变组织(β_(T))构成;其中的硅化物尺寸随热处理温度的增加而增加。(850℃,2 h,AC)退火处理后的样品具有最佳的室温和650℃拉伸性能。经固溶+时效热处理后,与退火态和沉积态样品相比,样品室温塑性最低,屈服强度和抗拉强度差最小,在650℃进行拉伸测试,样品表现出高塑性、低强度。硅化物中Zr、Nb、Ta、W等元素的富集,削弱了以上β稳定元素对α和β相的固溶强化作用,促进了更多硅化物的析出,致使合金具有相对较低的屈服强度和塑性,硅化物粗化富集后,对塑性破坏更加显著。

基于数字孪生模型的形貌误差特征生成与检测

在大尺寸复杂结构零部件的检测中,工艺规划需要手动操作,测量效率较低,测量精度存在较大差异,对多类型复杂结构件适用性较差。针对该问题,提出了基于数字孪生模型的三维逆向重构测量方法。通过非接触式激光三维扫描技术对零件的扫描路径进行规划,在测量过程中不需要人工干预,将检测效率提高80%以上。在微观角度对零件表面进行检测,将处理好的点云数据与理论模型拟合对比,得到偏差分布及偏差值,通过偏差分析和几何参数比较,将零件的相应数据点和参数用于零件生产校正。

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。

初始残余应力对航空发动机挡板零件加工变形的影响

4169高温铝合金挡板零件作为航空发动机中重要的核心支撑部件之一,在工作时承受巨大的离心惯性力,其使役性能与制备工艺和产品质量密切相关。高温合金毛坯件在淬火热处理过程中,由于其模量和强度较高,极易产生初始残余应力。为了研究毛坯的初始残余应力对挡板零件车削加工变形的影响,采用有限元仿真手段,对挡板零件毛坯的淬火热处理和车削加工过程进行模拟。利用ABAQUS软件创建毛坯件的热应力顺序耦合和热应力完全耦合仿真模型,对比发现完全耦合方式所得的零件热膨胀现象更加准确。以仿真所得的初始残余应力作为预定义场,创建车削过程的仿真模型,获取零件的加工变形数据,零件的上、下端面平行度误差的相对误差为5.12%、9.30%,内、外圆轮廓圆跳动误差的相对误差为9.91%、7.32%,证明初始残余应力对4169高温铝合金挡板零件的加工变形具有显著影响。

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。

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。

飞机工艺数字样机定义及其应用研究

对航空制造业设计制造与分离的现状来说,工艺设计是设计意图真正传递到制造过程的重要手段。设计部门发放的工程数据中隐含了部分工艺信息,必须与制造厂能力相结合才能真正在生产之前规划和评价工艺过程。因此,在系统的研究工艺数字样机的完整概念、内容及其数据组织方式之后,给出其设计域和制造域详细创建过程。最后,针对航空制造论述了基于工艺数字样机的计划编制、下发、执行和检验的生产闭环控制过程。

基于数字化的飞机柔性装配技术研究

飞机制造技术的数字化,装配技术的柔性化是飞机研制的发展方向。为提高飞机装配质量,加快飞机研发周期,降低飞机生产成本,并结合飞机装配现状,提出了以数字化为基础的飞机柔性装配技术是诸多现有关键技术的集成,论述了柔性装配的数字量协调问题、分离面的划分问题及满足柔性连接、定位和夹紧的标准问题在飞机柔性装配技术推广中的重要性。

基于三维数字化模型的加工工时计算方法

为了便于实现零件制造过程中加工工时的定额计算与管理,提出了一种以CATIA软件为平台,面向零件加工工艺过程,基于三维数字化模型的零件加工工时计算方法。该方案在CATIA环境下实现,通过提取三维数字化模型结构树中的零件加工工艺信息,识别并提取三维模型下零件的加工特征,获得相对应的加工工艺数据信息,与已经建立的零件工时给定原则进行匹配计算,从而得到基本作业时间,达到了简化工时计算,快速掌握工时的目的,从而建立一套快速获取零件加工工艺信息和工时计算的软件系统。

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。