飞机复合材料构件模具数字化设计与制造技术

复合材料构件成型模具的数字化设计制造技术是当今航空复合材料发展的重要方向，是提高复合材料构件成型质量、降低制造成本、缩短制造周期的有效途径，是提高我国现代化航空制造技术的一项重要内容。

钣金件数字化制造技术及其应用

基于数字化技术发展精密成形是世界各国在钣金成形技术发展趋势方面一致的认识。本课题首先描述了钣金零件制造技术的发展需求和数字化制造技术基础,分析了钣金数字化制造技术的核心,最后介绍了典型应用实例。

复合材料制造过程仿真技术综述

复合材料制造过程仿真技术的有效应用可以在复合材料构件设计之初对其制造过程中可能出现的缺陷,如分层、孔隙、温度不均、变形等问题进行预测,从而为优化构件结构、调整工艺参数或模具型面提供依据。对目前复合材料设计制造领域常用的一些软件进行简要介绍,并针对目前复合材料制造过程温度场分布和固化变形仿真技术中存在的问题进行了阐述与讨论。

型材拉弯件回弹的激光扫描检测技术研究

针对拉弯零件的回弹检测,采用激光扫描检测设备得到拉弯零件的点云检测数据,利用Geomagic Qualify软件的比较分析功能,对拉弯件的点云数据和CAD模型进行3D、2D比较,得出了型材的整体偏差分布以及主要截面的偏差情况。并利用Geomagic Studio软件从点云数据提取拉弯零件引导线,对引导线进行曲率分析。

大飞机钛合金薄壁管道零件冷成形关键技术研究

介绍了钛合金薄壁管道零件成形工艺方法和焊接技术。研究了钛合金薄壁管道零件渐进折弯成形技术,并进行数值模拟,结果表明成形后的零件与标准尺寸零件误差仅为1.8%。

基于知识的飞机钣金零件制造指令设计系统研究与开发

为了实现飞机钣金零件制造指令的快速化、规范化设计,提出了基于知识的指令设计方法;在分析制造指令设计内容的基础上,提出了制造指令设计知识分类模型;建立了包含检索、重用、修订和存储的制造指令设计推理模型;开发了基于Web的制造指令智能设计系统,给出了运行实例,分析表明该系统实现了钣金零件制造指令设计知识的重用和动态积累,缩短了指令设计的周期,提高了指令设计的质量。

先进复合材料格栅制造工艺研究进展

概述了先进复合材料格栅结构的应用现状和潜在应用,分析了先进复合材料格栅结构制造工艺的共性问题和个性特征,按照赋形方式将先进复合材料格栅典型制造工艺划分为"硬模"工艺、膨胀垫工艺、膨胀块工艺、混合模工艺、互锁工艺、方管增强工艺、夹层互锁工艺,总计7类工艺,介绍了这7类工艺的基本原理,分析了这7类工艺的不足和适用范围,并针对工艺不足提出相应的改进措施。

大型飞机零件展开工艺模型设计技术研究与应用

快速准确的飞机零件展开工艺模型设计技术对于缩短大型飞机的研制周期,提高飞机研制性能以及促进现代飞机制造技术的发展具有重要意义。本文介绍了整体壁板展开工艺模型的设计流程及其关键技术,对比了长桁、机身蒙皮和复杂钣金件的传统制造工艺和基于展开工艺模型的制造工艺,并分析了工艺方法演化过程中的一些技术问题。

整体壁板数字化展开建模方法

针对整体壁板零件数字化制造过程中对展开模型的需求,提出了一种整体壁板展开建模流程,针对曲面半径在2500mm以上的小曲率整体壁板零件,运用基于单元等变形的复杂曲面展开方法和基于单元变形能的复杂曲面展开方法对曲面展开,并以型号整体壁板零件为例,分别验证了运用两种曲面展开方法展开外形面及所创建板坯模型的效率和准确性。结果表明,基于单元等变形的复杂曲面展开方法适用于曲面半径在2500mm以上的小曲率整体壁板展开计算,展开的外形面及以此为基础建立的板坯模型形状尺寸准确,效率明显提高。

S截面框肋类钣金零件回弹量预测与补偿技术研究及应用

根据框肋类钣金零件高效、精确成形的要求,发展了一种S形截面类框肋零件回弹量计算与补偿方法,针对变曲率弯边,通过离散为弯边截面单元,计算每个截面线弯边单元的回弹量和补偿后重构弯边面,对带加强边的内缘弯边,提出考虑修正系数进行补偿的方法,基于现有的CAD平台开发了相应的软件工具;以实际零件为例说明了该方法的应用过程。成形工件测量结果表明,零件弯边角度偏差控制在±1°之内,实现了在新淬火状态下一步精确成形。

喷射成形颗粒增强金属基复合材料研究进展

喷射成形是将熔融金属雾化和沉积过程相结合,直接由熔融金属制备具有快速凝固组织特征坯体的新型金属材料成形工艺。被引入到非连续增强体金属基复合材料制备领域后,先后发展出了预混喷射成形、反应喷射成形和喷射沉积等工艺方法。介绍了上述颗粒增强金属基复合材料喷射成形工艺方法的基本原理、特点及研究现状。通过对比分析发现喷射沉积技术由于其成形条件限制较少,适用范围广等特点得到了更为广泛的发展,最后结合自身研究对传统喷射沉积技术进行了一定的改进,采用气体-增强颗粒两相流作为雾化介质以期获得提高雾化效率和改善增强颗粒分布均匀性的双重效果。

相变温控技术在航天热控领域中的应用现状及展望

由相变储能技术发展而来的相变温控技术作为一种新兴热控技术越来越受到航天领域的广泛关注。分析了相变温控技术及相变材料在热控领域的研究现状,对一种含有Cerrolow-136合金的相变温控装置进行温控实验。结果表明,金属类相变材料具有导热性好、密度大、化学性质稳定等特点,更适合应用于相变温控领域。最后展望了含金属相变材料相变温控装置在航天热控领域的应用前景,提出了潜在的研究方向。

民机适航条款及验证技术的解析与重组

针对适航条款对适航验证活动约束性不强的问题,通过适航条款及验证技术的解析与重组,建立了一种运用重组的验证知识单元对适航验证活动进行有效知识性约束的验证模式。在明确知识对验证活动提供支撑的基础上,建立了适航验证技术解析架构模型,并获得了验证技术的知识单元。进而运用验证技术知识单元与适航条款知识属性信息进行重组,得到了验证知识单元。同时,分析了验证知识单元在验证活动中的作用机制。实例分析表明,重组的验证知识单元可对验证活动的执行实现高效触发。所建立的约束模式对适航验证活动执行的标准化与高效化具有积极的指导作用。

先进复合材料构件成型模具和工装技术

市场对先进复合材料产品质量、性能、成本、周期等要求的不断提高，促进了先进复合材料工艺技术及其模具和工装技术不断创新发展。

Terfenol-D棒磁致伸缩特性及可加工性能研究

Terfenol-D中磁致伸缩应变与磁场强度关系的非线性,影响了磁致伸缩控制元件的精度和稳定性。拟采用轴向开槽的方式降低Terfenol-D棒由于涡流损耗产生的热致变形。但是由于材料本身的物理特性,Terfenol-D棒体加工难度很大。为对Terfenol-D材料的加工性能进行研究,选用了线切割和精密磨削两种方式对Terfenol-D棒进行开槽处理,结果表明线切割后加工表面虽然有一定的剥落凹坑产生,但对棒体的磁致伸缩特性影响较小。Terfenol-D棒开槽前后伸缩量测试结果表明在棒体表面开4轴向槽可以降低材料的涡流损耗,提高输出位移-磁场强度关系的线性度。

飞机钣金成形信息化现状与关键技术解决途径

钣金成形是飞机制造的关键制造技术之一,钣金成形信息化则是构建先进钣金制造技术的核心所在。分析了钣金成形信息化的内涵,综述了国内外研究现状,提出了航空钣金成形信息化关键技术研究与工程应用的思路,面向工艺过程定义工程模型,驱动全局的工艺过程规划和各个局部工艺过程的参数设计、工装设计、数控编程,建立起全数字量定义、传递与控制模式;对源头各异的钣金成形工艺知识建库和集成使用,支撑工艺过程、加工参数、模具等生产数据的定义,建立起知识的数字化表达、管理和使用模式,从而实现钣金件高效、高质量的制造。

基于本体的适航管理知识建模的研究

分析适航管理知识的建模对象,采用本体建模方法,按照适航管理的知识组织框架,建立适航管理知识本体的形式化描述。并以适航管理的标准知识为例,进行了知识的建模,完整地表述了相关的知识点和知识内容以及属性。

低成本钣金成形模具技术

钣金成形模具在钣金零件的成形过程中起着重要的作用,其基本要求主要有:制造精度高、使用寿命长、模具成本低和制造周期短4个方面。在设计与制造模具时,应该根据实际情况作全面的考虑,即应在保证产品质量的前提下,选择与产品产量相适应的模具结构和制造方法,使模具成本降低到最低的限度,以提高产品的市场竞争能力。

含金属相变材料温控组件的研究

研究使用一种含有金属相变材料(Phase Change material,PCM)的温控组件(Thermal Control Component,TCC)对航天器上的有效载荷进行温度控制。通过对载荷的温控需求分析,设计并制备了以Ga-Sn合金为PCM的TCC,并通过地面模拟实验对TCC的温控性能进行测试。实验结果表明这种含有Ga-Sn合金的TCC满足载荷的温控需求。最后在仿真软件中建立了TCC的相变传热仿真模型用于预测TCC的温控性能。结果表明:仿真模型计算所得结果与实验结果基本一致,可用于预测TCC的温控性能。

7055铝合金粉末的氩气低压雾化技术

将传统环缝喷嘴结构改造为Laval型出气口,以实现低压高效雾化制粉,利用该喷嘴进行7055铝合金氩气低压雾化制粉实验,对Laval型喷嘴的雾化能力、熔滴凝固特性与粉末微观组织进行研究。结果表明：与传统紧耦合喷嘴相比,Laval型喷嘴具有更好的低压雾化能力,在较低雾化压力下即可获得超音速雾化气流,雾化压力为0.4,0.6和0.8 MPa时雾化粉末的质量中径d50分别为63.5,57.1和43.4μm,大部分合金粉末呈球形或类球形;雾化熔滴凝固过程中产生大量尺寸在0.5-2.5μm范围内的细小枝晶组织,枝晶间距λ与粉末粒径d近似满足如下关系：λ=0.192 3 d^ 0.547;雾化粉末具有快速凝固特性,冷却速率达到10^4-10^5 K/s,随熔滴粒径增大而减小。