航空发动机叶片用陶瓷型芯的光固化增材制造研究现状

作者： 陈超越   殷宇豪   徐松哲   帅三三   胡涛   王江   任忠鸣   来源： 航空制造技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 光固化增材制造   陶瓷型芯   矿化剂   陶瓷烧结   浆料  

描述： 随着对高推重比和高效率航空发动机日益增长的需求,发动机叶片正朝着复杂空心结构的方向发展,而这对高性能复杂结构的陶瓷型芯提出了更高的要求。与此同时,基于光固化原理的增材制造技术可以实现无模具条件下的高精度、快速以及综合性能优异的陶瓷型芯制备。然而,目前基于光固化增材制造的陶瓷型芯制备工艺依旧面临控制尺寸精度、优化脱脂烧结工艺和控制裂纹变形等问题。因此,在介绍适用于陶瓷零件制备的光固化增材制造技术原理和特点的基础上,探讨了光固化陶瓷浆料制备及烧结工艺的研究进展,并着重介绍光固化陶瓷型芯的综合性能。最后,介绍了光固化型芯/型壳在航空发动机叶片精密铸造中的应用实例,并对进一步的应用前景进行了展望。

面向航空发动机制造的数字孪生应用架构探索与实践

作者： 曹增义   单继东   王昭阳   陈贺利   来源： 航空制造技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   数字孪生   架构   仿真   虚拟制造  

描述： 数字孪生作为一种新的思想和技术方法，已成为各企业实施数字转型战略的重要抓手。结合我国航空发动机研制特点和行业数字化技术应用现状，提出了面向航空发动机研制过程的数字孪生技术应用架构，以及工艺设计、生产制造、产品装配、维护保障的数字孪生要素与应用模式，并针对基于MBD的可制造性分析、数字化工艺设计与仿真、虚拟制造、虚拟装配与交付、远程维护等数字孪生实现技术开展研究与应用，为航空发动机研制水平提升进行数字赋能。

航空发动机叶片导流管的固态介质模锻成形技术

作者： 韩金全   王上朝   孟宝   万敏   来源： 航空制造技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 有限元工艺仿真   高温合金带材   模锻   固态介质   管成形   切向分模面  

描述： 对导流管的固态介质模锻成形工艺过程进行了有限元仿真，并对管坯尺寸、芯料体积、管坯与芯料和模具的摩擦系数等工艺参数展开研究，得到该工艺各参数对管坯成形后的厚度分布和形状精度的影响规律。分别通过单向拉伸

铸造镁稀土合金研究现状及其在航空发动机领域应用展望

作者： 吴国华   童鑫   眭怀明   魏广玲   肖旅   来源： 航空制造技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 镁稀土合金   力学性能   航空发动机   组织   铸造工艺   应用现状  

描述： 镁稀土合金密度低、比强度与比刚度高、耐热性能好、阻尼减振性优良,将其应用到航空发动机部件能实现装备减重、系统降噪,大幅提升飞行器的载重量和机动性能。首先对铸造镁稀土合金分类进行了介绍,阐述了不同镁稀土合金的强韧化机制;系统总结了镁稀土合金的各类铸造成型工艺并分析了其对合金组织性能的影响;然后归纳了现有航空发动机适航标准及通用标准规范中对镁合金的使用要求,概述了铸造镁稀土合金在国内外多种型号航空发动机及其他航空航天部件上的应用现状;最后面向实际工程应用需求,对航空发动机用镁稀土合金存在的问题及发展趋势进行了总结与展望。

基于改进雅克比–旋量模型的航空发动机转子–叶片结构装配精度分析

作者： 丁司懿   周文波   毛新华   来源： 航空制造技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 转子–叶片结构   局部并联链   航空发动机   改进的雅克比–旋量模型   装配精度  

描述： 转子–叶片是航空发动机的核心部件，具有装配结构复杂、装配难度大等特点，在高温高压条件下，转子–叶片装配误差被催化放大，容易导致疲劳裂纹等故障，严重影响整机安全性和可靠性。针对转子–叶片结构，传统的装配偏差分析方法常采用多特征并联结构中的一条支链作为单一主链来建立偏差传递模型，难以综合考虑转子–叶片复杂定位结构和局部并联关系。本文提出了基于改进的雅可比–旋量（Jacobian–Torsor,J–T）模型的转子–叶片装配偏差分析方法。首先分析了转子–叶片多级回转结构、止口定位结构和榫头榫槽结构，建立了考虑转子–叶片多特征局部并联关系的整机装配尺寸链；然后采用不完全定位策略将转子–叶片装配结合面表达为基于点接触形式的偏差旋量，建立了基于定位点系统的转子–叶片联合定位基准方案；最后提出转子–叶片装配精度指标及基于改进的雅克比–旋量模型的求解方法。以某航空发动机转子–叶片的径向、轴向和周向装配偏差分析为例，将传统雅克比–旋量模型、基于蒙特卡洛法的仿真模型、改进雅克比–旋量模型及实测结果进行了对比分析。结果表明，本文方法相较其他方法预测精度更高，与实测结果误差率不超过9%，提出了榫头榫槽更合理的装配连接方式。

航空发动机复合材料风扇叶片制造工艺应用进展

作者： 周何   李小兵   张婷   李小强   李东升   冯锦璋   来源： 航空制造技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 树脂传递模塑(RTM)   自动铺丝工艺   航空发动机风扇叶片   热压罐成型工艺   复合材料  

描述： 大涵道比商用涡扇发动机为了减轻重量和追求更高的涵道比，采用复合材料风扇叶片已成当今趋势。介绍了复合材料风扇叶片的发展与应用情况，总结了叶片的材料应用、模具设计和主流制造工艺，包括预浸料手工铺放/热压罐固化成型工艺、预浸料自动铺丝/热压罐固化成型工艺、三维机织碳纤维增强树脂传递模塑（RTM）成型工艺。同时分别介绍了Hexcel、Snecma、罗·罗等国外公司复材叶片的模具材料选择和结构设计，并针对3种制造工艺的特点进行了对比和分析。最后总结了制造复合材料风扇叶片的关键技术，并指出复合材料风扇叶片制造技术现已朝着材料形式混杂化、制造工艺自动化与自适应化、工装材料多样化的趋势发展。

铸造镁稀土合金研究现状及其在航空发动机领域应用展望

作者： 吴国华   童鑫   眭怀明   魏广玲   肖旅   来源： 航空制造技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 镁稀土合金   力学性能   航空发动机   组织   铸造工艺   应用现状  

描述： 镁稀土合金密度低、比强度与比刚度高、耐热性能好、阻尼减振性优良,将其应用到航空发动机部件能实现装备减重、系统降噪,大幅提升飞行器的载重量和机动性能。首先对铸造镁稀土合金分类进行了介绍,阐述了不同镁稀土合金的强韧化机制;系统总结了镁稀土合金的各类铸造成型工艺并分析了其对合金组织性能的影响;然后归纳了现有航空发动机适航标准及通用标准规范中对镁合金的使用要求,概述了铸造镁稀土合金在国内外多种型号航空发动机及其他航空航天部件上的应用现状;最后面向实际工程应用需求,对航空发动机用镁稀土合金存在的问题及发展趋势进行了总结与展望。

航空发动机叶片脉动分步精密电解加工方法研究

作者： 徐正扬   王京涛   刘嘉   朱栋   魏浩迪   来源： 航空制造技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   整体叶盘   分步式加工   微量脉冲   叶片   脉动态   电解加工(ECM)  

描述： 电解加工在欧美航空发动机叶片或整体叶盘等核心部件的高效、精密制造中起到了重要作用。传统叶片电解加工模式中,叶盆工具电极和叶背工具电极相向运动,同时加工出叶型和进排气边轮廓,此时叶型精度易保证而进排气边精度低。提出了叶片脉动分步精密电解加工方法,旨在进一步提高叶身型面精度的同时提升进排气边轮廓精度。叶片电解加工分为两个不同的阶段,首先通过脉动态变参数模式进行叶身型面精密电解加工,其次利用微量脉冲电解模式进行进排气边的切向电解加工。阐述了脉动态变参数加工方法和进排气边微量脉冲切向加工方法在成型机理和工艺试验等方面的研究,并针对传统径向流场中存在被动分流的问题,提出了主动分流式径向流场。试验结果表明,提出的精密电解加工方法表现出很好的工艺效果,叶盆型面和叶背型面的轮廓度加工误差分别为–0.013～0.025 mm和–0.003～0.030 mm,进气边轮廓度加工误差为–0.034～0.041 mm,排气边轮廓度加工误差为–0.038～0.034 mm,叶盆型面和叶背型面的表面粗糙度分别为R_a0.333μm和R_a0.287μm。提出的方法为实现航空发动机叶片的高精度制造提供了新的解决途径,并可用于其他复杂型面类部件的电解加工。

数字孪生在航空发动机燃烧室设计阶段的应用与展望

作者： 任祝寅   周华   张健   张琪   来源： 航空制造技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 计算流体力学   数字孪生   航空发动机   高保真数值模拟   燃烧室  

描述： 随着航空发动机性能指标和系统复杂度的不断提升,数字孪生技术正在成为支撑航空发动机全生命周期管理的重要手段。燃烧室是发动机的心脏,其研制过程具有难度大、周期长、花费高等特点。基于数字孪生的设计技术能够预测燃烧室的性能,评估其可靠性,并对试验方案进行预先评估与优化,大幅缩短燃烧室设计的时间,同时降低经费支出。简述了航空发动机燃烧室在设计阶段面临的挑战,并针对数字孪生在航空发动机燃烧室设计阶段的应用与关键问题进行了简要的综述与展望。

融合现场物理特性的航空薄壁结构虚拟装配样机及其构建技术

作者： 郭飞燕   肖庆东   李浩   郑璐晗   张硕   来源： 航空制造技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 数字孪生   虚拟装配样机   双线构建   航空结构装配   多层级虚实融合  

描述： 针对实现低刚度航空薄壁结构组件/部件高性能装配缺少现场物理特性数据与模型基础的问题，对融合现场物理特性约束的虚拟装配样机构建实现技术进行了研究。首先，定义了虚拟装配样机的技术内涵及构建框架，其本质是一个高度拟实化的数字孪生装配系统，可以在虚拟环境中进行多尺度的装配几何量与物理量拟实化仿真，预先分析验证装配性能；其次，从多源异构装配数据采集与处理、多类别装配孪生模型融合性建模、装配样机系统虚实融合同步性建模、装配过程与装配质量状态可视化建模4个方面，详细阐述融合现场物理特性约束的航空薄壁结构虚拟装配样机高保真动态构建及实现技术，并提出了虚拟装配样机的“双线”、“分级”综合构建措施，从而为装配过程的拟实化仿真及装配质量的精准控制提供数据及模型依据，并为装配质量的主动实时控制奠定坚实基础。