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航天用镍基高温合金及其激光增材制造研究现状

航天用镍基高温合金及其激光增材制造研究现状

摘要：新型航天器用镍基高温合金部件呈现出复杂化、薄壁化、复合化、一体化的发展趋势，使得传统的铸造或锻造加工技术无法胜任。基于逐层堆积的激光增材制造（LAM）技术是实现这类复杂部件制备的理想解决方案，能够进一步赋予高温合金更高的价值，极大地推动航天装备的发展。首先介绍了航天领域常用的镍基高温合金种类，然后以研究最多的IN 718 和IN 625 合金为例，总结了镍基高温合金增材制造的研究现状：归纳了镍基高温合金增材制造工艺优化方法，表明增材制造综合加工图和实验设计方法是两种行之有效的方法；指出了增材制造镍基高温合金材料的微观组织特点，讨论了增材制造后续热处理对材料微观组织和力学性能的影响规律，表明增材制造技术极快速冷却的特点引起镍基高温合金材料内部存在普遍的局部微观偏析现象，导致常规热处理工艺不再是最优工艺；并通过5 个典型的增材制造镍基高温合金航天构件案例展示了增材制造技术的优势。在此基础上，针对镍基高温合金增材制造过程中存在的关键科学问题和技术难题，展望了增材制造镍基高温合金未来的研究方向。
航空 2024年04月12日
航空异形截面导管内高压整体成形工艺分析

航空异形截面导管内高压整体成形工艺分析

摘要：针对航空领域异形截面焊接导管面临的成形精度低、生产效率差且成本高等问题，以某异形截面导管零件作为研究目标，提出基于内高压成形的导管整体成形工艺方法。通过采用无内压预压弯成形、内高压压弯胀形和液压锻造整形３道成形工序对零件进行成形，通过有限元模拟和实验验证了所提出的工艺设计的可行性。研究结果表明：提出的基于内高压成形的导管整体成形工艺方法可以实现某航空异形截面导管整体成形，成形质量优异，最大减薄率６％，为此类航空异形截面导管的整体精密成形提供了可靠的技术支撑。
航空 2024年01月31日
激光熔覆修复GH4169合金各向异性拉伸性能

激光熔覆修复GH4169合金各向异性拉伸性能

摘要：激光熔覆修复GH4169合金的拉伸性能具备各向异性，拉伸性能与受载方向和修复界面之间的夹角（界面角度）显著相关，研究修复后合金的拉伸各向异性可为GH4169合金构件的高性能修复奠定基础。基于数字图像相关（DIC）技术开展了不同界面角度下的修复后合金拉伸试验，结合光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）等手段进行了界面区域微观组织及断口形貌观测分析，对激光熔覆修复GH4169合金各向异性拉伸力学性能开展了研究。结果表明修复后合金的拉伸性能与拉伸载荷方向、枝晶生长方向的夹角呈负相关；拉伸试样的断裂主要是由Laves/γ相界面在拉伸载荷下分离引发裂纹成核和扩展造成的。当枝晶取向与拉伸载荷的夹角较小时枝晶间较大尺寸的不规则Laves相破碎成小颗粒并随基体γ相一同移动，断裂后韧窝较深，抗拉强度和屈服强度较高；当夹角较大时枝晶间Laves/γ相界面剥离导致裂纹形核，而后快速扩展，断口呈大量阶梯状的枝晶沿晶断裂形貌，拉伸性能较差。研究阐明了不同界面角度对修复后合金拉伸性能的影响机理，可为激光熔覆修复GH4169高温合金构件拉伸性能的综合评估提供基础。
航空 2024年05月19日
无人直升机六足式起落架设计与控制算法

无人直升机六足式起落架设计与控制算法

摘要:无人直升机在作战、巡逻、反潜、救援、运输中发挥极其重要的作用,但是传统起落架形式对起降环境要求较高.针对复杂地形自适应起落、恶劣海况舰面起降和停放以及应急坠撞高生存力等问题,提出了一种基于多连杆机构设计的无人直升机仿生腿式起落架系统,并完成了控制算法研究和建模仿真.首先从仿生腿数量、分布形式、腿部自由度配置和需要完成的功能等方面对仿生腿式起落架机械构型进行分析,并完成了六足式起落架运动学和动力学分析.然后针对仿生腿式起落架自适应着陆过程,完成着陆缓冲和地形建模算法的研究.最后,基于控制算法搭建虚拟样机仿真模型,完成了多种地形的仿真分析和样机测试.研究结果表明,所设计的仿生腿式起落架结构和控制算法可完成动态自适应着陆,实现着陆过程的平稳缓冲.
航空 2024年09月30日
数字时代的航天系统工程

数字时代的航天系统工程

摘要：航天系统工程方法围绕型号研制总体最优目标，对型号产品研制全过程和涉及的管理要素进行全方位的科学组织管理，是支撑我国航天事业成功的重要法宝。进入数字时代，面对航天强国建设和高质量发展的新要求、新挑战，必需深入研究构建数字时代航天系统工程理论方法体系。在对航天系统工程的形成、发展和基本方法论述的基础上，提出数字时代航天系统工程的概念、特征和总体框架，对其转型变革进行系统分析总结。在新一代信息技术的赋能下，航天系统工程将实现以模型取代文档成为技术状态控制和质量管理的重要载体，以高效的在线协同实现研制和管理效率提升，以数据驱动实现精细化管控和科学决策，组织管理趋向于扁平化、融合化、敏捷化和协同化。在组织管理、使能工具、研制模式、质量管理、决策方式、供应链管理等方面将发生深刻变革。以上理论方法体系的提出，结合航天重大任务探索实践，为型号工程管理水平和科研生产能力提升提供理论方法支撑。
航空 2025年01月20日
飞机装配自动钻铆技术研究现状与展望

飞机装配自动钻铆技术研究现状与展望

摘要: 飞机装配中壁板铆接质量直接影响结构强度和疲劳寿命，而自动钻铆技术与装备是保障飞机壁板装配质量和连接可靠性的最主要技术途径。从自动化钻铆系统的组成出发，介绍自动化钻铆技术的最新进展，对比分析国内外代表性自动钻铆设备的现状，详细论述自动化钻铆的关键技术，为国内自动钻铆技术的发展提供参考，最后总结了自动化钻铆技术的发展趋势。
航空 2024年10月08日
航天复杂薄壁零件加工工艺知识图谱构建及其应用

航天复杂薄壁零件加工工艺知识图谱构建及其应用

摘要: 针对航天复杂薄壁零件加工工艺数据结构化程度低、难以重用等问题，将知识图谱引入工艺设计领域，提出了一种典型的复杂薄壁零件加工工艺知识图谱构建方法。首先，自顶向下定义工艺知识层次结构，利用本体建模构建了模式层; 其次，利用知识抽取、知识融合及本体关系建立的方法自底向上构建了数据层，通过Neo4j图数据库完成了模式层与数据层的映射，并实现了工艺知识的可视化表征和快速检索; 然后，在构建完成的工艺知识图谱基础上，结合零件属性和特征拓扑关系的相似度实现了工艺路线推荐; 最后，搭建了复杂薄壁零件加工工艺知识图谱可视化系统，并以框段类零件为例展示了工艺知识检索与工艺路线推荐功能。研究结果表明: 对基于知识图谱和相似度计算的工艺路线推荐模型进行了500次测试，有94.7% 的推荐列表中存在与目标零件相符的工艺路线。这证明了该工艺知识图谱的构建方法是可行的，并且其对工艺设计工作起到辅助决策作用，可以有效提高工艺查询和设计的效率。
航空 2025年04月03日
8Cr4Mo4V高温轴承钢热处理及表面改性技术的研究进展

8Cr4Mo4V高温轴承钢热处理及表面改性技术的研究进展

摘要: 8Cr4Mo4V钢是我国应用较为广泛的一种高温轴承钢，主要用于航空发动机主轴轴承的制造。随着发动机主轴轴承的服役工况愈发恶劣，对材料性能的要求也越来越高，国内外学者开展了大量8Cr4Mo4V 钢性能提升的研究工作。首先，介绍了8Cr4Mo4V钢化学成分优化的研究进展; 其次，重点分析了8Cr4Mo4V钢热处理技术发展，包括传统淬回火、贝氏体等温淬火及尺寸稳定化等热处理工艺; 然后，介绍了8Cr4Mo4V钢表面强化技术的研究进展及相关成果，涉及表面合金化、涂层沉积、喷丸强化及复合强化技术; 最后，结合8Cr4Mo4V钢服役需求及相关技术研究现状对其后续研究方向进行了展望。
航空 2024年07月18日
航空航天装备的轻量化：挑战与未来

航空航天装备的轻量化：挑战与未来

摘要：轻量化是航空航天装备研发领域永恒的主题，它对装备的综合性能和服役效能具有决定性影响。在过去的数十年里，一系列高性能优化设计方法、新材料和制造工艺技术的研发和应用，不断推动航空航天装备轻量化水平的提升。然而，随着新一代装备对综合性能和多功能需求的不断增加，现有的轻量化设计制造技术正面临着日益严峻的挑战。因此，本文重点探讨了航空航天装备研发的总体设计、机电系统设计、材料与结构、高性能制造与装配等主要环节，并分析了轻量化技术在未来的发展趋势。
航空 2024年10月10日
SiGe合金综述：最新的研究进展及热电性能优化策略

SiGe合金综述：最新的研究进展及热电性能优化策略

摘要：硅锗（SiGe）合金作为代表性中高温热电材料，在太空探测航天器的辅助电源上，已经获得了较为广泛的应用。SiGe合金具备结构稳定、元素丰富、无毒、耐高温、易于工业集成等显著优势，但较低的热电性能限制了SiGe合金的实际应用与推广。基于此，本文综述了SiGe基热电材料在电、热两方面的协同优化策略，以及相关最新研究进展。在电学方面，揭示了调制掺杂、能量过滤机制等优化策略对提高SiGe合金的功率因子的重要性；在热学方面，详细回顾了降低SiGe合金晶格热导率的诸多策略，包括纳米结构化、SiGe-金属硅化物/硅化物复合以及SiGe-氧化物复合策略，并比较了不同优化策略对晶格热导率的降低效果。通过电热输运参数的协同优化，p型和n型SiGe基热电材料的zT值分别达到了1.81（1100K）和1.7（1173K），为当前文献报道的最高值。本文对于SiGe块体材料的热电性能的进一步优化提供了一定的参考。
航空 2025年04月07日