武汉科学家带领“国家队”,攻克航空发动机叶片难题

在武汉材料保护研究所有限公司薄膜事业部实验室,一个貌似《西游记》中“炼丹炉”的化学反应设备前,博士孙清云在数控台上反复调试各项参数。“明年项目正式验收后,我们会尽快进行产业转化。”党的二十大报告提出,以国家战略需求为导向,集聚力量进行原创性引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战。     

航空发动机叶片专用制造装备设计研究

航天技术的竞争愈演愈烈,制造业作为国民经济的基础力量,是国际间竞争的关键性因素。叶片是飞行器发动机的重要组成部分,需具有高的精度和加工质量。文章以五轴联动叶片加工中心为例,对其结构构件进行了动态特性分析,并对薄弱环节进行了优化设计。最后通过优化前后结果对比分析,验证了优化的合理性和可行性,为今后的设计提供了一定的参考。     

航空发动机叶片动态监测技术

提出了一种铁磁性发动机壳体内叶片动态原位监测方法,该方法利用涡流检测方法监测铁磁性发动机叶片的个数、转速、损伤状态等。将两个磁极固定于铁磁性发动机壳体外表面,将涡流检测探头固定在磁极之间,叶片转动过程中,叶片的尖部划过表面附近涡流场,探头感生涡流信号传输至涡流检测仪。通过每分钟的涡流信号个数计算叶片转速;通过涡流检测信号的幅值,测算叶片与壳体内表面的间隙;通过信号幅值的不同,判断出叶尖表面的缺损;通过间隔时间出现不均匀的涡流信号,判断叶片弯曲或断裂。该方法可以解决铁磁性发动机壳体内叶片的安全监测难题。     

国产航空大发动机关键部件铸造难关攻克

<正>中国航空报2016年10月1日报道,中航工业贵州安吉精铸公司经过近两年不懈努力,攻克了CJ1000商用大涵道比航空发动机的关键部件,高温合金整体机匣的铸造技术。在国内尚无各种研制技术可借鉴、国外对此技术工艺严密封锁的情况下,中航工业安吉精铸完全依靠自己的生产和技术能力,集智攻关,通过产、学、研合作,成功攻克了CJ1000商用大涵道比发动机用     

航空发动机叶片热处理工艺优化

一、前言 1Cr17Ni2是一种有广泛用途的马氏体——铁素体不锈钢,常用作燃气涡轮喷气发动机的压气机叶片,其机械性能的高低直接影响发动机的性能与寿命。第二类回火脆性和抗蚀性较差,是1Cr17Ni2钢热处理后的两大不足之处。为获得表2所示设计的硬度要求而采用的回火     

基于增材制造特性的航空发动机叶片快速成型工艺技术研究

提出一种基于增材制造特性的航空发动机叶片快速成型工艺方法。从增材制造的材料成型特性入手,通过对喷射丝材成型机理的研究,从三维模型的预处理、成型零件的快速成型和后处理等3个阶段分析了成型工艺参数对成型质量与成型效率的作用关系,并建立了各阶段的优化方案。结果表明,该方法只需传统减材制造的1/5周期即可加工出精度达IT8,表面粗糙度在3μm以下的制品,对实现复杂异型结构产品的快速制造奠定了基础。     

航空发动机叶片数字化再制造方法研究

叶片作为航空发动机的关键部件,其数字化三维模型等核心技术资料一直由国外发动机厂商垄断。为获取航空发动机叶片的三维数字化模型,提出一种基于海量点云数据的叶片数字化模型重建方法。利用激光扫描仪获取的叶片点云数据;在点云数据预处理部分,进行点云对齐并合理精简;将点云数据截面转化为含有噪声的时域信号进行滤波,引入单树小波包分析方法,并通过坐标变换将其分割为叶盆面和叶背面;依据叶片的型面特点,采用不同方法对叶片截面边界进行拟合。反复上述过程,采用蒙面曲面的方法建立叶片数字化三维模型。实验结果表明,利用该方法建立的发动机叶片模型具有良好的光顺性和几何精度,明显提升了建模效率。     

面向可制造性评价的航空发动机叶片零件信息模型研究

针对可制造性评价的工程需求,基于广义特征和STEP标准建立叶片零件信息模型,并在UG软件二次开发的基础上,实现了一个基于特征的CAD系统.基于所建立的零件信息模型,系统可自动生成STEP文件,为设计的后续可制造性评价提供丰富的叶片零件信息,便于实现CAD与后续过程的集成和并行.利用建立的叶片零件信息模型,实现了CAD/CAPP/DFM的信息集成.     

航空发动机叶片精锻成形可靠性技术

通过分析航空发动机叶片特点及航发事故原因,论述了航空发动机叶片精锻成形可靠性制造技术课题研究的重要意义。并对其叶片生产发展历程、叶片精锻成形新旧工艺方法及精锻成形特点进行了介绍。简述了叶片精锻成形工艺的典型工艺参数,对叶片精锻成形规律及微观组织演变、叶片表面完整性方面的国内外研究现状进行了综述,并总结了当前针对他们的主要研究方法及常用表面完整性特征参数实验测量方法。此外,针对叶片模锻生产实验研究,提出了相关可行性的建议,并介绍了当前叶片制造新工艺发展情况。通过对上述当前叶片精锻成形可靠性技术研究情况的综合分析,对其未来的研究发展方向进行了展望。最后,对叶片精锻成形表面完整性的研究目标提出了建议。     

航空发动机风扇叶片裂纹失效分析

航空发动机风扇叶片产生了裂纹故障。通过对故障叶片进行外观检查、断口分析、叶尖端面检查、化学成分分析、硬度检测及金相组织分析,确定了风扇叶片裂纹的性质和产生原因。结果表明:风扇叶片裂纹为高周疲劳裂纹;钛合金风扇叶片与镍包石墨涂层摩擦相容性差,叶片与机匣镍包石墨涂层发生严重摩擦是导致叶片产生早期疲劳开裂的主要原因;同时,结构的应力集中以及振动应力也会引起疲劳裂纹的萌生及扩展;并提出了相应的改进建议,避免类似故障的发生。     

航空发动机高压压气机叶片损伤检查

压气机叶片是航空发动机中的重要零件,在高温、高压、振动以及巨大的离心力等恶劣的工作环境下,易产生腐蚀、疲劳裂纹甚至断裂等故障。如果不能及时发现这些损伤,会造成发动机空中停车,危及飞行安全。介绍了超声波检查HPC 4级叶片榫头的方法,是一种能有效杜绝安全隐患的方法。     

航空发动机整体叶环叶片裂纹分析

经锻造热处理和热等静压工艺处理后的整体叶环叶片在振动疲劳试验中出现裂纹,通过宏观检查、断口宏微观分析、材质分析、力学性能试验和有限元应力模拟等手段,对叶片的裂纹性质和萌生原因进行分析与研究,并提出改进建议。结果表明：整体叶环叶片裂纹性质为高周疲劳,疲劳裂纹起源于叶片叶背侧表面最大应力区;整体叶环叶片在热等静压工艺处理后存在平直晶界连续α膜,抗疲劳性能明显降低,导致疲劳裂纹过早萌生。     

不锈钢制造作的热装刀柄难题已攻克

正近年来,随着市场对零件、模具等机加工要求的提高及高速CNC加工中心的大幅增加,对数控刀具高效、高精密、高速等性能的要求也越来越高,尤其是热装刀柄这一领域,一直被国外刀具企业占领市场,在DMC2016上海展会上。记者走访了宁波伊柯铣抗震刀具有限公司负责人(E3馆展位),见到了国内首台自主研发创新的电磁感应数控刀柄热装机。这款电磁感应数控刀柄热装机,可加热不同类型的不锈钢、模具钢、工具钢等材料制造的所有热装刀柄,在工作过程中,Φ3~Φ25mm钨钢刀的刀柄不需更换加热圈即可直接安装,且同等型号的热装机价格是进口的四     

基于Plant Simulation的航空发动机叶片机加生产线仿真分析与优化

以规划设计阶段的某航空发动机叶片机械加工生产线为例,研究了离散事件仿真平台Plant Simulation在机械加工生产线规划设计中的应用。根据叶片机械加工工艺特点和生产线运行流程建立生产线仿真模型,从产能、设备利用率、缓存区设置等多方面进行了仿真分析与优化。结果表明,优化后的生产线能够较好的满足生产需求,主要设备利用率较为均衡。文章中仿真结果为生产线的优化设计提供了可靠依据,达到了节约投资成本和缩短设计周期的目的。     

航空发动机压气机叶片表面清洗技术研究

针对飞机压气机叶片服后的油污、锈蚀,研究出不损伤叶片表面渗铝层和硅酸盐涂层的高效清洗剂.试验表明,研究的多功能清洗剂表现出较优的除油、除锈效果,稳定性能高.与原酸洗方法除锈工艺相比,保护了叶片表面的渗铝层;可以满足航空发动机压气机叶片表面清洗的要求.     

航空发动机压气机叶片表面积垢行为∗

清除叶片积垢能够有效恢复压气机衰退的性能,不同的清洗剂对不同性质的积垢清洗效果不同,目前发动机在翼清洗是针对压气机前几级叶片积垢配制的清洗剂,对高压最后几级叶片积垢鲜有研究。 通过在返厂发动机压气机不同级的转子叶片上获取积垢样品,采用 SEM、EDS、XRD 等多重表征技术,研究叶片积垢的形成机理和性质。 结果表明,低压压气机叶片积垢主要是空气中含有的颗粒物与发动机产生的油气物质的混合物;高压第 1 级叶片积垢来源与低压相同,但在较高的温度作用下,部分有机物结焦积碳;高压最后 3 级高温合金叶片积垢主要来源于合金的高温氧化行为,主要是在合金抗氧化薄膜外层形成的以 Fe₂O₃ 为主要成分的氧化物。 研究了航空发动机典型压气机叶片积垢形成机理和性质,对于选择合适的清洗剂和清洗方法具有指导意义。     

航空发动机叶片磨抛加工刀纹特征提取

针对航空发动机叶片自动化磨抛加工缺少叶片表面快速检测技术的问题,以机器人磨抛加工为平台,搭建了视觉检测系统进行叶片图像采集.提出了基于灰度共生矩阵与加权小波分解的刀纹特征提取与识别方法,采用训练支持向量机分类器,并通过边缘检测算法提取刀纹边缘.实验结果表明,所提方法准确率为97.19％,可以精准地获取叶片刀纹大小和位置...     

航空发动机叶片专业化能力建设方法研究

航空发动机涡轮叶片的专业化能力建设,是航空产品专业化生产的关键,通过目标规划模型、综合评价模型解决该问题。目标规划模型以技术、质量、效率、成本为研究目标,定量给出各叶片生产厂的年产量规划;综合评价模型确定了技术创新、质量、柔性、生产效率、客户满意度、成本和人力资源七个评价指标,以专家打分的形式给出各厂综合绩效排名。研究结果表明,通过目标规划模型和综合评价模型,可以得到叶片产品科学、合理的专业化能力建设方案。