TC4薄壁件后盖激光选区熔化技术研究

该文针对航空发动机后盖的结构特点、使用工况以及现有工艺技术瓶颈问题,提出了激光选区熔化增材制造工艺方案,并进行了大量的试验、检测及验证工作,开展了Ti6Al4V合金激光选区熔化成形的工艺验证、组织性能测试及零件尺寸检测等。研究发现,激光选区熔化成形的后盖横、纵向力学性能差别不大,远高于铸件要求。贯彻带有复杂变截面导管结构,实现后盖的激光选区熔化成形,大幅度提升后盖制造精度和符合性,解决现有后盖工艺难度大、合格率低、变形较大等问题。     

航空发动机浮壁式燃烧室制造技术

为满足第四代航空发动机对燃烧室性能提高的要求,火焰筒结构发展成浮动壁式结构,浮壁式火焰筒在改善燃烧性能的同时,也给制造技术带来了很大困难,如火焰简简体变成单层结构、薄壁易变形,结构刚性差,尺寸精度提高一个数量级,结构复杂,焊缝众多,焊接变形难以控制,简体上的冲击孔与瓦片上的对流孔位置要求精等。针对这些难题,本文介绍了浮壁式火焰筒的加工工艺路线,主要焊接时的变形控制方法和技术,以及简体上冲击孔和瓦片装配定位孔的加工技术等。     

深腔类盒形件充液成形技术研究

充液成形技术是一种有效提高材料成形极限的方法。针对深腔类盒形件相对拉深高度大、常规拉深成形多道次、成形质量差的问题,通过分析盒形件充液成形过程中易出现失稳的原因,设计了带预胀充液成形的技术方案。针对高盒形件充液成形过程中出现的凹模圆角侧壁破裂、法兰区起皱等失稳形式进行数值模拟分析,得到了较为合理的工艺参数。并通过工艺试验分析了成形过程中压边间隙、液室压力、初始反胀等因素对零件成形性能的影响,最终得到了高质量的成形零件。     

0Cr17Ni4Cu4Nb前/后接口套圈整体成形技术研究

某型号前/后接口套圈属于材料为0Cr17Ni4Cu4Nb的筒形、小直径、侧壁带翻边的零件。该材料零件加工难度大、结构复杂,成形困难。通过改变以往成形方法,将现有的前、后接口套圈合并为一个零件进行整体加工。通过仿真软件对材料的成形工艺方案进行了模拟分析和试验验证,并将研究成果应用于实际零件的加工中。工艺过程采用了多次拉深、整体翻边等工艺方法,经过多次试验,该整体成形技术的应用最终提高了零件成形精度,减少了焊缝的数量,有效提升了零件成形的合格率,达到国外相同零件的制造水平,获得了符合设计要求的产品。     

协同设计驱动的产品创新设计发展

为实现充分调动设计资源,为创新型设计与制造提供动力,阐述了智能制造环境下协同设计的内涵、协同设计模式与协同设计平台的功能要求。提出了产品创新设计中协同设计的关键技术:面向客户需求的协同定制模式、基于三维标注模型的异构信息协同、基于知识推送的设计资源协同、基于数字孪生的设计信息与物理信息协同。以航空发动机为例,阐述了协同设计技术在典型行业中的创新设计应用。创新设计离不开协同设计的推动,协同设计也应当服务于创新设计。     

钛合金蒙皮拉形数值模拟与试验

蒙皮类零件通常采用拉形工艺进行成形。基于通用分析软件Abagus对钛合金蒙皮拉形工艺过程进行了数值模拟,通过正交试验获得了较优加载轨迹组合参数,并分析了较优加载轨迹参数下零件成形效果,试验结果表明,回弹量大,成形零件不合格,需进一步控制回弹;研究了预拉与补拉对蒙皮拉形的影响,得出预拉可使板料应力均匀分布和补拉可减小回弹量的结论;利用Think Design软件对模具型面进行回弹补偿,模拟结果显示可以将回弹量控制在有效范围内。     

Ti-22Al-25Nb合金惯性摩擦焊接头显微组织与力学性能EI北大核心CSCD

采用惯性摩擦焊技术焊接Ti-22Al-25Nb合金,研究热处理前后焊接接头微观组织和显微硬度的变化,分析接头在650℃和750℃高温拉伸力学性能.结果表明:接头原始态焊合区由B2相和极少量残余α2相构成,热处理后焊合区由B2相和O相构成,O相由B2相直接相变产生,相变过程无成分变化.原始态焊合区的显微硬度高于母材,780℃/3 h热处理后焊合区的显微硬度陡升,大量析出的细小O相促进硬度升高,800℃/3 h热处理后焊合区显微硬度介于原始态和780℃/3 h热处理之间.高温拉伸断裂位置均位于母材区域,650℃拉伸断口微观形貌呈韧性断裂特征,断口存在较多浅而小的韧窝.     

铝镁合金温热介质充液成形加载条件及温度场影响研究

目的探究液室压力和拉深速度以及温度场分布规律对成形性能的影响。方法在通用有限元软件MSC.Marc中建立5A06铝镁合金温热介质充液成形有限元模拟的专用平台,对典型零件温热介质充液成形进行有限元模拟。结果在液室压力为5 MPa、拉深速度为5 mm/s的情况下成形效果最好,最佳温度场分布为凹模与板料温度250℃、凸模温度20℃、压边圈温度300℃,在此条件下,凸模直径为100 mm时极限拉深深度可达到161.4 mm。结论液室压力和拉深速度以及温度场的分布对成形性能有着显著影响。     

QP980-DP980异种先进高强钢激光焊接头微观组织及力学性能

采用光纤激光焊实现了异种汽车用先进高强钢QP980与DP980的拼焊连接,对异种焊接接头的微观组织、硬度分布进行了观察和测试,对焊接接头的拉伸性能进行了测试,对断口形貌进行了观察和分析。结果表明,焊缝区域的组织全为马氏体组织,且硬度最高(535 HV);两侧焊接热影响区均可分为完全相变区、不完全相变区和回火区三个区域。两侧热影响区中的完全相变区由于冷却速度快全部为马氏体组织,硬度提高;不完全相变区部分形成马氏体,成为马氏体和铁素体的混合区,回火区由于回火马氏体的出现使其硬度下降。QP980侧的回火区由回火马氏体、铁素体和残余奥氏体组成; DP980侧的回火区由回火马氏体和铁素体组成。接头拉伸断裂发生在DP980侧热影响区,抗拉强度达到DP980母材的98. 9%,断后伸长率约为DP980母材的70. 9%,断裂模式为韧性断裂。     

5A06铝镁合金温热环境变形机理的研究

目的获得5A06铝镁合金的本构方程及各向异性指数。方法在一定温度范围和不同应变速率下进行单向拉伸试验,获得了5A06-O铝镁合金板材不同温度不同应变速率下的真实应力-真实应变曲线及不同方向的厚向异性指数等关键参数,并结合当前关于各向异性屈服准则的研究,通过分析与计算得到了适合于5A06铝镁合金温热成形的Barlat2000各向异性屈服准则。结果获得了温度范围为150～300℃的5A06铝镁合金的本构方程,以及温度范围为20～300℃的5A06铝镁合金的各向异性系数α_1—α_8随温度的变化曲线。结论获得的5A06铝镁合金的本构方程及各向异性指数较为符合实验结果,可用于该材料温热成形的有限元模拟。