采用金属管电极进行射流电解铣削加工,研究了316不锈钢材料在不同电压、初始间隙、进给速度等工艺参数下电解铣削沟槽的加工特性以及在不同跨距、走刀轨迹下电解铣削加工平面的加工特点.实验表明:工艺参数对沟槽和平面加工有较大的影响.

研究了不同热处理工艺下复合制造AerMet100超高强度钢试样的组织均匀性,测试了其室温拉伸性能,并分析了其断裂机制.结果表明,沉积态复合制造AerMet100钢的显微组织很不均匀,包括激光沉积区、锻件区以及锻件热影响区;经正火+高温回火+最终热处理后,激光沉积区的晶粒由柱状晶转变为等轴晶,激光沉积区、锻件区以及锻件热影响区的显微组织基本一致,均为回火马氏体,但激光沉积区的枝晶元素偏析仍然存在;增加1200℃均匀化处理后,激光沉积区的元素偏析基本消除,复合制造AerMet100钢试样的显微组织变得非常均匀,室温拉伸性能最优,且与锻件区试样相当,拉伸试样断在了激光沉积区一侧,微观断裂机制为韧性断裂.

电解铣削加工技术具有加工柔性好、工具电极无损耗及与待加工材料力学性能无关等特点,在高效、精密加工难切削加工材料制作的复杂结构方面具有重要的应用前景,成为电解加工技术研究的热点.详细介绍了国内外研究者在电解铣削的材料去除机制、加工过程建模及加工工艺等方面的研究进展,发现目前距离该技术的规模化工程应用仍有加工精度、表面质量及加工效率等方面的诸多挑战,需在加工过程中就精确建模、提高加工效率、创新复杂型面加工工艺及复合加工方法等取得突破性进展,从而为规模化工程应用奠定技术基础.

液氧煤油火箭发动机燃气弯管具有尺寸较大、形状特殊的三维空间弧面结构,利用传统拷贝式电解加工技术难以获得理想的加工形貌.针对弧面结构燃气弯管的加工难点,研究采用电解铣削技术进行加工,基于新一代液氧煤油火箭发动机燃气弯管的尺寸等比缩小样件,试验了具有弧面结构的316L不锈钢在NaCl溶液中不同工艺参数下的电解铣削加工特性.结果表明:在电压40 V、加工间隙0.3 mm、电极扫描速度20 mm/min的加工参数下可得到表面形貌良好的90°圆弧面工件,初步验证了电解铣削技术进行宏观尺度弧面结构的加工可行性.

径向进给射流电解车削加工是针对难加工材料回转体零件表面特征,利用电解液从阴极刀具内部喷向工件,刀具沿径向逐渐向工件进给进行电化学溶解的加工方法.通过流场仿真,优选出阴极刀具结构,利用10％的NaNO3溶液对316L不锈钢材料圆柱表面进行试验研究,分析平衡间隙、加工电压、工件转速、电解液压力对材料去除率和工件表面粗糙度的影响.结果 表明:利用优选的刀具,对直径20 mm、高度10 mm的316L不锈钢圆柱表面径向单边车削0.5 mm,材料去除率可达0.391 g/min,表面粗糙度Ra＜0.2 μm.

借助腐蚀环境谱与疲劳载荷谱交替作用来模拟沿海飞机停放飞行停放过程.以飞机梁结构连接件的下壁板为主要研究对象,采用标记载荷法和详细目视检测法监测其裂纹的扩展状况,并采用GE5显微镜观测断口形貌.分析了腐蚀环境对梁结构连接件疲劳寿命与裂纹扩展的影响.试验结果表明:在形成穿透裂纹的初始阶段,试验件受到表面的防护漆以及连接处的密封胶保护,腐蚀环境在该阶段对梁结构连接件的疲劳寿命影响不明显,与非腐蚀试验相比,该阶段的寿命仅缩短了5.5％;在穿透裂纹的扩展阶段,腐蚀环境加速了穿透裂纹的扩展过程,同时还加剧了穿透裂纹扩展过程的分散性,与非腐蚀试验相比,穿透裂纹的扩展寿命缩短了23.1％.

采用X射线衍射仪、扫描电镜、LFA 467激光导热测试仪及电子万能试验机研究了微量Zn对铸态AM60-2mass％ RE镁合金导热性能和力学性能的影响.结果表明:合金中添加的微量Zn主要固溶于基体中,未与合金中其他元素形成中间相;但Al4 RE和Al11RE3相数量显著增加,沿晶界成断续状态分布.Zn含量从0.2 mass％增加到0.8 mass％时,合金的导热系数从63.6 W·(m·K)-1降低至58.8 W·(m·K)-1;铸态合金的抗拉强度和维氏硬度分别从168 MPa和57 HV增加至185 MPa和62HV,冲击韧性和断后伸长率分别从20 J·cm-2和8.6％降低至15 J·cm-2和6.2％.

采用虚拟晶胞近似方法控制固溶体中的Er含量,基于密度泛函理论的第一性原理赝势方法研究了Er对Mg-xEr(x=1 at.％～6 at.％)固溶体的固溶强化作用.计算结果表明:Mg-xEr(x=1 at.％～6 at.％)固溶体的体模量(B)随Er含量的增加而逐渐增大,当Er含量为4 at.％时体模量达到最高值,之后基本保持不变.剪切模量(G)和杨氏模量(E)随Er含量的增加而降低,当Er含量达到6％时,又略微增大.6种固溶体的G/B值均小于0.57,都是韧性材料.Er掺杂量为1 at.％～5 at.％的区间内,随Er含量的增加,固溶体的G/B值明显降低,泊松比(v)增大,合金韧塑性提高;当Er含量继续增大到6 at.％,固溶体的G/B值有所升高,泊松比(v)减小,合金韧塑性下降.随着Er含量的增加,态密度整体向低能级区域移动,费米能级低能级区域的成键电子数逐渐增多,同时底带宽度明显变宽,合金成键能力增强.在Er含量为1 at.％～2 at.％的区间内,受Er-4f电子影响总态密度图中出现了明显的赝能隙,费米能级在赝能隙高能侧,合金电子跃迁困难.当Er含量大于2 at.％时,赝能隙变得不明显,费米能级处的态密度值比较高,合金活性增强.

采用X射线衍射仪、扫描电镜、极化曲线及电化学阻抗谱研究微量Zn对AM60-2%RE镁合金显微组织及耐腐蚀性能的影响。结果表明:合金中添加的微量Zn主要固溶于基体中,未与合金中其他元素形成中间相;但Al 11 RE 3 相数量显著增加,沿晶界呈断续状态分布。随着Zn含量的提高,合金的腐蚀电流密度显著降低,电荷转移电阻增加,腐蚀产物的致密性提高,合金耐蚀性能得到明显地改善。添加0.8%Zn的合金的腐蚀速率为0.405mg·cm -2 ·d -1 ,降低至Zn含量为0.2%时的36%。

针对某型飞机的焊接模拟件展开了力学特性研究,模拟件为30CrMnSiA高强钢板件的一次焊接试验件,分为焊后热处理与焊后不进行热处理两种加工状态.通过拉伸试验、疲劳试验,对疲劳断口显微组织进行了分析,研究了热处理对30CrMnSiA高强钢焊接接头力学性能的影响.结果表明:焊后热处理可以改善焊接接头的力学性能,其中拉伸强度与中值疲劳强度明显提高.通过断口的显微组织观察,可以发现热处理减小了焊缝区的气孔缺陷,改善了焊接接头的疲劳性能.

指出周期变截面梁,即常说的蜂窝梁,具有节省钢材、质量轻、安装方便、美观等优点,为推广其在实际工程中的应用,运用ANSYS有限元分析软件,考虑到剪切变形的影响,采用板壳单元Shell181建立了不同参数的周期变截面梁模型,基于标准圆孔周期变截面梁,采用控制变量法思想分析了不同孔型及开孔率对其挠度的影响,得到了开孔率的合理区间.

周期变截面梁有着良好的受力性能,本文首先以Reddy三阶梁理论为基础,推导变截面梁的等效刚度计算方法.采用均匀化理论与有限元相结合的方法研究周期变截面梁的力学性能,并通过试验验证了该方法的有效性.采用该方法详细分析了不同孔型与孔洞率对周期变截面梁挠度的影响.

Supersonic turbine cascade design was studied based on two-dimensional isentropic characteristic theory. The supersonic turbine rotor cascade software was developed, which can design cascades by the inlet and outlet Mach numbers and the inlet flow angle. The turbine rotor cascade flow field was analyzed by FLUENT. The results show that the flow field is reasonable, shock-free and no separation and it have high efficiency under the high loadings.

分析了低频扭转振动攻丝降低攻丝扭矩的机理,进行了干切状态下振动攻丝和连续攻丝的攻丝扭矩和丝锥使用寿命对比试验,并对振动攻丝中切削液的影响进行了试验.结果表明,在干切状态下,振动攻丝能够显著降低攻丝扭矩、提高丝锥使用寿命.

A new tapping machine with floating spindle was developed,and the main factors of affecting tool life and threading hole quality were experimental studied while tapping hole in super-strength steel D406A.The self-adaptive feed tapping mode was carried out by on-line monitoring the motor current.The result shows that this tapping mode can avoid breaking down the tool,and can assure the quality of threading hole availably.