航空发动机叶片热轧与冷轧过程对比分析与研究

为了精确预测发动机叶片辊轧过程中的温度、应力、应变的分布,优化了辊轧工艺参数。轧辊作为刚体,叶片作为多段线性弹塑性体,建立了以侵蚀为特征的叶片辊轧动力学模型,研究了高精度非线性叶片在热、冷辊轧过程中金属的流变特性。通过对比分析仿真数据,研究了热、冷轧叶片的特点。结果表明:与叶片热轧工艺相比,冷轧时的所需轧制力要大于热轧时的58%,表面残余应力稍大些,应变大小接近相同。该分析结果可为优化叶片辊轧工艺提供借鉴。

发动机轴承内外圈直径检测技术研究

轴承的内圈内径、外圈外径是直接与其它零件相配合的部分。对于精密轴承来说,轴承与其它零件的配合情况直接影响到轴承的使用性能。因此必须对轴承的内外圈直径进行准确的测量,确保轴承与其它零件的良好配合。本文主要论述了发动机轴承内外圈及位于内外圈之间的滚棒和滚珠的检测技术。分析了测量过程中产生粗大误差的主要原因及处理方法。

基于纳米压痕和有限元模拟的激光熔覆316L不锈钢弹塑性能研究

分别对激光熔覆316L不锈钢涂层、热轧316L不锈钢进行纳米压痕试验得到载荷-位移曲线和弹性模量,并对热轧316L不锈钢进行单轴拉伸试验,以此应力应变曲线作为材料属性,通过有限元模拟纳米压痕,得出载荷-位移曲线,与试验进行比较,验证有限元模型的可靠性。对未知属性的316L熔覆层,选取不同的屈服强度(250~375 MPa)和应变硬化指数(0.25~0.375),正交组合分别模拟,通过与试验结果的对比,得出316L熔覆层屈服强度为325 MPa,应变硬化指数为0.3,并分析了载荷-位移曲线参量随材料属性的变化规律。

基于航空发动机维修服务的IETM研究与分析

为了建立适合航空发动机维修服务的交互式电子技术手册(IETM),对IETM的标准参考、数据模块划分和建立交互性的角度进行了分析,并对IETM在发动机维修服务中的应用进行了探讨。

金属激光沉积成形分组平行扫描路径生成方法

结合金属零件激光沉积成形工艺和现有平行扫描路径生成方法,分析局部过熔覆和欠熔覆问题的根本成因,提出一种基于轮廓极值点识别判断的金属零件激光沉积成形优化分组平行扫描路径生成方法。基于分层轮廓的外偏置轮廓采用极值点处增线式扫描的方法生成扫描填充线,避免因扫描间距误差引起成形层面轮廓局部边界缺损,保证成形零件具有一定的加工余量。提出基于极值点与过渡扫描线位置关系判断优化分组连接填充矢量的方法来生成分组扫描路径,避免扫描填充线不当连接引起的过熔覆。试验表明:这种扫描路径可有效提高成形层面平整度和工件质量,保障成形加工的顺利进行。

喷丸表面覆盖率对TC4钛合金表面完整性的影响

采用不同覆盖率对TC4钛合金进行喷丸,研究了喷丸后TC4钛合金的表面形貌、粗糙度、残余应力场以及经过200℃/1h保温后形变层组织状态等表面完整性性能变化。结果表明:经过300%覆盖率喷丸后,TC4钛合金表面平均粗糙度Ra和均方根粗糙度Rq均比100%覆盖率增大,残余压应力场深度基本与100%覆盖率喷丸工艺相当,但残余压应力数值有所增大;经过200℃/1h保温处理后,由于温度和内应力的驱动,300%覆盖率喷丸后表面"强烈塑变区"发生位错运动和晶体自协调,使表面塑性形变层的残余应力松弛明显,而100%覆盖率喷丸未观察到以上现象。

激光沉积修复GH4169合金试验研究

采用激光沉积修复技术对GH4169镍基高温合金贯通槽式损伤工件进行修复,分析了修复过程中气孔及熔合不良等缺陷的产生原因,通过优化工艺参数,获得了无缺陷的修复件;考察了修复件的微观组织及力学性能,并对修复件进行了局部热处理。结果表明:优化工艺参数后得到的修复区和基体形成了致密的冶金结合,采用局部热处理可明显提升修复件的抗拉强度。

喷丸对钛合金TC4磨削加工表面完整性的影响

对4种表面状态(磨削1,磨削2,磨削1+喷丸以及磨削2+喷丸)的钛合金TC4开展了表面完整性研究。测试了4种表面状态的粗糙度、残余应力和半高宽,并确定了室温疲劳极限。结果表明,磨削工艺对于钛合金TC4的半高宽和疲劳性能有较大影响,不同工艺磨削后X射线衍射峰半高宽分别为2.1°和2.5°,旋转弯曲疲劳极限分别为406 MPa和432 MPa;而喷丸后,由于表面强化层深度大于磨削影响层,残余压应力和加工硬化的作用大幅度提高了疲劳极限,并使不同加工状态的试样疲劳性能趋近一致(585 MPa和594 MPa),消除了由于磨削方法不同导致的表面完整性差别。

高温合金空心叶片用氧化铝基陶瓷型芯脱芯研究现状

介绍了氟盐脱芯法和碱溶液腐蚀脱芯法在氧化铝基陶瓷型芯脱芯技术中的应用。阐述了碱溶液腐蚀脱芯法中高压射流脱芯法、压力扰动脱芯法、高温高压脱芯法的工艺特点及研究现状,讨论了碱溶液脱芯过程中铸件表面质量的保护方法。指出高温高压超临界脱芯技术是氧化铝基陶瓷型芯脱芯技术的一大发展趋势。

预热对激光沉积修复TA15钛合金形貌尺寸和组织的影响

采用感应加热装置实现激光沉积修复基材的预热,完成基材预热下的激光沉积修复试验,研究不同基材预热温度对试样形貌尺寸、显微组织及硬度的影响规律。结果表明:基材预热后的沉积试样表面更加平整,试样熔宽和熔高有所增大;随着预热温度的升高,沉积试样底部的柱状晶越粗壮、尺寸越短,顶部的枝晶数量越少,显微组织中片层α组织越粗大;且沉积试样显微硬度轻微降低。基材预热可明显改善沉积质量。

水压机下横梁铸造工艺模拟分析

采用三维绘图软件绘制了水压机下横梁的实体模型,并设计和制定了其浇注系统及工艺参数。运用ProCAST软件对铸件及其浇冒系统进行有限元网格划分,并模拟分析了充型和凝固过程,结合铸件不同位置的温度与时间曲线分析表明,浇冒系统能实现金属液的平稳充型、铸件的顺序凝固与补缩。铸件的超声和磁粉等无损检验结果表明,工艺方案设计合理,铸件没有缩孔、缩松和表面气孔、夹杂等缺陷。

82B高碳钢热变形奥氏体再结晶行为研究

用Gleeble2000热模拟试验机对82B钢奥氏体再结晶进行了研究。结果表明,82B钢以0.5s-1的应变速率在950℃及其以上温度进行变形时将发生动态再结晶,950℃以下发生动态回复;以2s-1的应变速率在1000℃以上进行变形时发生动态再结晶,1000℃及其以下仅发生动态回复;在所有试验温度以10s-1和30s-1的应变速率变形时,均仅发生动态回复。恒温双道次压缩时,在3￣200s的间隔时间内均发生了静态再结晶。

淬火工艺对聚四氟乙烯结晶度、拉伸性能和硬度的影响

采用冷压-烧结工艺制备了聚四氟乙烯(PTFE)材料,考察了随炉冷却以及4种淬火冷却工艺对PTFE材料结晶度、拉伸性能和硬度的影响,这些淬火工艺包括:(1)25℃空气淬火,(2)10℃水淬火,(3)0℃冰水混合液淬火,(4)-25℃酒精干冰混合液淬火。结果表明,与随炉冷却工艺相比,4种淬火工艺都降低了PTFE的结晶度、拉伸屈服应力、拉伸强度和硬度,都提高了PTFE的断裂伸长率。除了酒精干冰混合液以外,PTFE的结晶度、拉伸屈服应力、拉伸强度和硬度都随着冷却介质温度的降低而降低。伸长率的提高和硬度的降低意味着材料柔韧性的提高,可见淬火工艺提高了PTFE的柔韧性。酒精干冰混合液对结晶度的影响与空气的相近,但是会引起材料表面不平整。相比之下,常温下的水是一种高效而实惠的提高PTFE柔韧性的淬火介质。

环氧粘合剂粘接聚四氟乙烯板/不锈钢的耐温性研究

考察了经表面化学活化的3种纯聚四氟乙烯(PTFE)板和1种聚苯酯填充PTFE板在室温和高温下的拉伸性能,用两类环氧粘合剂DG–3S和JF205–1对这4种PTFE板与不锈钢进行了粘接,研究了室温和高温下这两种粘合剂的粘接效果。结果表明,4种活化PTFE板经高温老化后的拉伸性能变化不明显;室温下两种环氧粘合剂对4种PTFE板与不锈钢的粘接性能均良好,但DG–3S粘合剂不适合高温下对PTFE板/不锈钢的粘接,经耐热改性的JF205–1粘合剂在300℃下的粘接性能则较好;JF205–1粘接聚苯酯填充PTFE板/不锈钢的实际粘接性能较好且具有高的耐磨性能和抗蠕变性,在满足实际粘接要求的情况下可应用于制造发动机零部件。

激光沉积修复金属去应力退火局部热处理工艺

利用感应加热系统对激光沉积修复试样进行去应力退火局部热处理,研究了局部热处理的保温温度和时间对试样温度分布和残余应力的影响规律。结果表明:感应加热系统的局部加热效果明显;随着局部热处理保温温度的提高和保温时间的延长,加热区温度分布更加均匀;600℃去应力退火热处理后,残余应力平均降低30.6%以上,高于500℃去应力退火热处理后的应力消减幅度,局部热处理后由残余应力引起的端部变形量由2.67 mm消减为0.54 mm。试验验证了基于感应加热的局部热处理可有效消减修复应力和变形量。

激光熔覆原位自生Ti(C,N)陶瓷涂层的热力学理论及工艺

利用500 W脉冲YAG激光作为辐射源,纯氮气作为氮化元素,粒度为20μm的钛粉和石墨粉为预涂粉末,采用激光熔覆原位自生的方法,在Ti-6Al-4V表面制备出优良的Ti(C,N)陶瓷涂层.通过热力学分析,并结合XRD分析方法,研究了原位自生Ti(C,N)的反应机理以及工艺参数(包括脉冲频率、脉冲宽度、扫描速度等)对原位自生Ti(C,N)陶瓷涂层的影响.热力学分析结果表明,在激光辐射条件下,可原位生成以Ti(C,N)为主的陶瓷涂层.XRD分析表明,合适的工艺组合为:氮气压强为0.4 MPa,离焦量为15 mm,扫描速度在2.0～4.0 mm/s之间,脉冲频率为15 Hz,脉宽在3.0 ms左右.涂层的主要成分是TiC0.3N0.7以及Ti N或Ti N0.3.研究结果表明,熔覆层内以枝晶组织为主,分布比较均匀,原位生成的陶瓷层与基底形成了良好的冶金结合.

对称间隙下轧辊的横向振动特性研究

基于广义Hertz接触理论,建立了含对称间隙的轧辊横向碰撞振动模型,采用四-五阶Runge-kuta法进行了数值求解,分析不同辊轧速度、辊轧量、间隙、导板安装刚度下的系统时域波形图、相图、庞加莱截面,研究了轧辊与导板间的非线性振动特性。结果表明:当频率比Ω=3、辊轧工作过程中的间隙d=0.04 mm、无量纲参数T=13、导板安装刚度k_2=8×10~4N/mm时,系统由碰撞逐步转变为黏滞振动运动状态;辊轧量和间隙对系统的非线性影响较大,辊轧量、间隙越大,系统的黏滞运动越明显;辊轧速度和导板安装刚度对系统的非线性影响较弱;系统在各参数可调范围内均处于混沌运动状态。

模具安装误差对叶片辊轧精度的影响

为了精确分析模具安装误差对叶片辊轧精度的影响,建立了以自动接触为特征的叶片辊轧动力学模型。将模具作为刚体,叶片作为多段线性弹塑性体,研究了模具水平偏移的安装误差、水平偏转安装误差、竖直偏转安装误差所引起的叶片型面在厚度方向和宽度方向的变形大小。结果表明:不同的安装误差方式对叶片型面精度的影响趋势和程度是不同的,其中模具的水平偏移误差引起的型面误差最大,水平偏转误差引起的型面误差次之,竖直偏转误差引起的型面误差最小。该结果可以指导模具的安装调整过程,提高设备的工作效率。

求取点到空间样条曲线距离的往复搜索算法

为求取点到空间样条曲线的距离,提出一种往复搜索算法.该算法从样条曲线开始处,依次依据一定步长提取3个点,计算已知坐标到这3个点的距离,并依据3个距离的大小关系决定下一步的搜索区间,直至相邻两次搜索计算得出的距离差值小于允许误差为止.利用基于NX 8.0和VC2010软件平台开发的软件验证了该算法,结果表明,该算法可以快速、准确的求取点到空间样条曲线的距离.

GH696合金弹簧组织和性能特性分析

针对国产GH696合金1.0mm和0.5mm弹簧在稳定化处理后弹力不够的问题,综合分析了组织、性能与固溶、时效工艺之间的关系。结果表明:弹簧弹力不合格的原因主要是合金丝材在时效处理前已经存在大量的较粗大的析出相。