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22 中国航空制造技术研究院
22 中国航空工业集团公司
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2017年 第60卷 18期
刊出日期：2017-09-15
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学术论文
 
       目录
6 本期目录
2017 Vol. 60 (18): 6-10 [摘要] ( 111 ) HTMLNew PDF (2613 KB)  ( 132 )
       专稿
16 基于知识工程的钣金快速工艺设计系统开发*
李光俊1，黄庆奕1，刘　洪1，吴　为2，曾元松2
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.016
介绍了国内外现代民用飞机快速研制的实际需求，参考国外航空制造企业的经验和国内飞机钣金专业技术
在知识工程方面的研究进展，提出了以知识工程技术为核心，以数值推理为手段，建立钣金快速工艺设计系统的总体
思路与技术途径，并通过专家知识库构建和系统软件开发，建立基于知识工程的钣金快速工艺设计系统。通过在民
用飞机研制中的应用，批量、自动实现了钣金零件的工艺性分析、工序设计，自动生成工艺分析报告、制造大纲、数控
代码，大幅度提高民用飞机研制的工艺设计效率，降低技术人员的劳动强度。
2017 Vol. 60 (18): 16-19 [摘要] ( 271 ) HTMLNew PDF (1530 KB)  ( 327 )
       人物
20 质量与人才是航空发动机研制永恒主题——访美国工程院院士、普惠公司技术与环境副总裁艾伦·艾伯斯坦
艾伦·艾伯斯坦
2017 Vol. 60 (18): 20-21 [摘要] ( 178 ) HTMLNew PDF (1269 KB)  ( 271 )
       封面文章
22 脉冲电流在塑性加工中的应用
王国峰，李　骁，李丹峰，张凯锋
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.022
金属材料塑性变形时通入脉冲电流，在力学性能方面：材料的流变应力下降、塑性变形能力提高，同时有助
于内部裂纹的止裂甚至愈合；在微观效应方面：电流的引入可以改善组织状态，加快再结晶过程，细化晶粒。在自阻
加热工艺中，电流直接对坯料加热，降低了能耗, 电流加热速度快，提高成形效率。举例说明了电流在热冲压技术、
轧制技术和超塑成形技术等塑性加工工艺中的应用。在节能和高效成为材料加工领域主题的今天，脉冲电流在塑性
加工领域的应用可以有力地推动尖端制造业，尤其是航空航天制造产业的发展。大量研究也已证明脉冲电流在材料
加工领域有着深远的研究意义和广泛的应用价值。
2017 Vol. 60 (18): 22-28 [摘要] ( 330 ) HTMLNew PDF (2876 KB)  ( 798 )
       论坛
32 橡皮囊液压成形回弹补偿技术比较分析
张 鑫1，于长旺2，李小强2
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.032
橡皮囊液压成形工艺是航空钣金成形的主要方法之一，而回弹是影响其产品制造精度的主要缺陷。为提高
航空钣金零件制造精准化制造水平，国内开展了大量的研究和实践，但各种方法的工程化应用程度并不理想。针对
基于数值模拟的回弹预测方法和基于零件几何特征的快速回弹补偿方法进行综述，对比分析了两种方法的优缺点，
并结合航空企业工程化应用实际需求提出将两种方法相结合的解决方案。
2017 Vol. 60 (18): 32-35 [摘要] ( 237 ) HTMLNew PDF (1432 KB)  ( 605 )
36 GH625高温合金管缩径旋压成形数值模拟及试验研究*
黎　波1，袁其炜1，靳　凯2，万柏方3，王　辉2，郭训忠1，陶　杰1
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.036
基于ABAQUS/Explicit 平台建立了高温合金管缩径旋压三维弹塑性有限元模型，对GH625 高温合金管缩
径旋压成形过程进行了模拟分析，研究了轴向进给速度、旋轮圆角半径、旋轮安装角度对高温合金管缩径旋压成形质
量的影响规律。研究结果表明，高温合金变径管在旋压过程中，随旋轮的轴向进给，不同的区域截面变化趋势不同。
对工艺参数进行分析，发现轴向进给速度及旋轮圆角半径增大时，壁厚增大；旋轮安装角度对零件壁厚无明显影响；
进给速度越大或圆角半径越大，截面椭圆度越大；距自由端较远时，旋轮安装角度越小，截面椭圆度越大；随着旋轮
的进给，距自由端越近，椭圆度波动越严重。最后，根据数值模拟结果确定最终工艺参数为轴向进给速度0.25mm/r，
圆角半径取值2~4mm，旋轮安装角度为90º，并进行了高温合金管缩径旋压试验，得到了较好的成形件。
2017 Vol. 60 (18): 36-42 [摘要] ( 289 ) HTMLNew PDF (3437 KB)  ( 471 )
43 复杂曲面导管成形技术研究
徐　念，聂自洋
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.043
复杂曲面管类钣金件作为航空发动机的重要单件，由于其形状复杂且同时具有壁薄、直径小、需与另一钣金
件的某部位相配合等特征，加工及外观质量很难保证。本文对复杂曲面导管进行了工艺分析，同时分析了其复杂曲
面、小直径凸缘成形的工艺难点。分别从回弹量及尺寸控制、缺陷特征及模具修理、冲压前的零件表面保护3 个方面，
对复杂曲面的冲压成形控制进行研究，提出了一套复杂曲面的冲压成形控制方法。此外，还提出了一套“能有效改
进小直径凸缘轧波成型后的各种缺陷及尺寸超差情况”的校正方法。分析得出“该类复杂曲面和小直径凸缘钣金件
成形控制”的一般规律，为后续同类型零件的成形研究打下基础。
2017 Vol. 60 (18): 43-47 [摘要] ( 254 ) HTMLNew PDF (2616 KB)  ( 481 )
48 TB5钛合金薄板微观组织与弯曲性能关系研究*
孙永娜，柳长旭，吴国清
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.048
TB5 钛合金板材具有优良的冷成形性能，适于成形中等复杂的航空航天用板材零件，但存在板材定形性差、
成形后回弹大等问题。本文以TB5 钛合金板材的冷成形为背景，探讨了TB5 钛合金板材组织在弯曲变形过程中的
变形行为及其微结构和成形性能的演变规律。结果表明，随着板材弯曲角度的增大或弯曲半径的减小，板材弯曲回
弹角与中心变形处晶粒面积和晶粒横纵比正相关；板材中心变形处硬度和中心变形处晶粒面积正相关，与中心变形
处晶粒横纵比负相关。
2017 Vol. 60 (18): 48-52 [摘要] ( 279 ) HTMLNew PDF (1851 KB)  ( 320 )
       新视点
54 国内外智能制造的发展及对我国商用航空发动机发展的启示
苏巧灵
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.054
多个国家在全球范围内部署了智能制造发展战略，建设航空发动机智能工厂是《中国制造2025》重点支持
的方向。通过介绍国外商用航空发动机公司智能制造发展现状，探讨我国建设商用航空发动机智能工厂的关键问题，
明确发展行业智能制造标准化工具，促进产品智能化改造，实现生产组织数字化、网络化、智能化是实现商用航空发
动机智能制造的关键技术手段。
2017 Vol. 60 (18): 54-61 [摘要] ( 273 ) HTMLNew PDF (1114 KB)  ( 765 )
       学术论文
62 飞秒激光能量密度对镍基合金重铸层和加工效率的影响
张　伟，张晓兵，蔡　敏，纪　亮
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.062
以航空发动机叶片制孔为导向，结合飞秒激光对单晶镍基高温合金材料的非热熔性损伤阈值（Φth1）和热熔
性损伤阈值（Φth2）特征，研究了飞秒激光能量密度（0<Φ<44.2J/cm2）对制孔重铸层和加工效率的影响规律。研究结
果表明：在Φth1<Φ<Φth2 时，镍基合金经飞秒激光加工后加工侧壁没有出现明显的重铸物；在Φ>Φth2 时，加工侧壁开
始出现重铸物，并随着能量密度的增加，重铸层厚度增大。在试验结果的基础上，建立了飞秒激光单脉冲加工深度与
能量密度的定量关系。能量密度越高，飞秒激光单脉冲加工深度越大，加工效率越高。
2017 Vol. 60 (18): 62-65 [摘要] ( 359 ) HTMLNew PDF (1624 KB)  ( 520 )
66 钛合金典型连接结构裂纹扩展特性分析*
肖 山1，毕金英1，孙彦鹏1，刘书田2，刘 杨2
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.066
基于扩展有限元方法研究钛合金传统机加接头耳片与含预置非焊合区的层合接头耳片结构在拉- 拉疲劳
荷载作用下的裂纹扩展特性，揭示螺栓孔在受挤压情况下非焊合区对钛合金典型连接结构疲劳裂纹扩展的抑制作
用，并通过试验验证扩展有限元方法对钛合金典型连接耳片结构裂纹扩展特性分析的有效性。
2017 Vol. 60 (18): 66-69 [摘要] ( 177 ) HTMLNew PDF (1471 KB)  ( 513 )
70 基于Workbench 的主起落架车架前轮叉应力分析及结构优化设计
李　静， 张显余
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.070
针对某型飞机主起落架车架前轮叉根部多次出现疲劳裂纹，前轮叉作为主起落架车架的关键件，其性能优劣
严重影响起落架的安全性。利用ANSYS Workbench 仿真软件对其结构进行应力分析，得到其薄弱部位，利用拓扑优
化和多参数优化相结合的方法对其结构进行优化和对比分析。分析得到的薄弱部位与实际使用情况相吻合，优化后
的结构合理，受力明显改善，质量比优化之前减少了17.3%。
2017 Vol. 60 (18): 70-73 [摘要] ( 212 ) HTMLNew PDF (3128 KB)  ( 499 )
74 扩散连接界面缺陷对Ti-6Al-4V 合金力学性能的影响
邓武警1,2,3，陈　玮1，李志强1,2,3，李晓华1,2,3，韩晓宁1,2,3
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.074
研究了φ 4mm 与φ 2mm 的扩散连接界面缺陷对Ti-6Al-4V 合金力学性能的影响。当拉伸载荷方向与缺
陷平面平行时，材料的强度与塑性与无缺陷材料相当，这是由于此类缺陷对样品受力截面的面积几乎没有影响。含
有φ 4mm 缺陷试样的拉压疲劳寿命展现出很大的分散性，界面缺陷并未成为裂纹萌生的唯一位置。从表面起裂的
样品均处于高寿命区域，而绝大部分从缺陷处起裂的样品均落于低寿命区域。有限元分析表明，当缺陷位于中心位
置时其引起的应力集中较小，应力分布梯度较小；缺陷位于边缘位置时，应力集中效应增大。
2017 Vol. 60 (18): 74-78 [摘要] ( 238 ) HTMLNew PDF (3358 KB)  ( 472 )
79 复合材料模具模块化、规范化、数字化快速设计研究
韩志仁1,2，贾　琛2，何万飞3，石章虎3，孙　浩2
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.079
复合材料构件成型模具规范化敏捷设计技术是飞机数字化制造的关键技术之一。根据复合材料热压罐固化
成型模具的特点，分析了模具的结构特征、设计规范以及参数化设计的可行性，提出了复合材料固化成型模具模块化
和参数设计的算法，在CATIA 环境下开发实现了完整的复合材料固化模具设计的功能，并进行了实例化验证，为复合
材料构件模具设计提供了一个有效的方法。
2017 Vol. 60 (18): 79-82 [摘要] ( 252 ) HTMLNew PDF (2712 KB)  ( 505 )
83 加筋壁板VARI 整体成型工艺设计与验证*
丛晶洁1， 陈志平1,2， 胡忠民1
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.083
针对一种典型复合材料加筋壁板，完成模具结构及工艺流程等整体成型工艺设计，同时利用PAM-RTM 软
件完成流道设计优化模拟，并根据模拟结果选择合理的注射方式及流道布局，最终根据所选方案完成工艺试验验证，
对构件进行超声无损检测，检测结果显示构件没有内部缺陷、树脂充分填充，最终验证了加筋壁板整体成型工艺设计
及模拟分析的有效性。
2017 Vol. 60 (18): 83-87 [摘要] ( 212 ) HTMLNew PDF (4445 KB)  ( 661 )
88 5005 铝合金分流模挤压过程有限元模拟*
陈　灵，段亚菲，谭自盟，曾建民
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.088
采用DEFORM-3D 有限元商业软件，利用焊合面重构技术实现了空心型材分流组合模挤压过程模拟，获取
了挤压过程中的材料流动行为与流动速度场的规律，结合型材挤出时模拟的应力场和应变场的分布，研究型材挤压
的晶粒分布规律并其成因。结果表明：挤压型材的横截面上的应力应变分布与实际晶粒尺寸分布有对应关系，型材
挤压成形过程中应力应变集中分布是造成型材边部晶粒尺寸比中心部细小，拐角区域晶粒比直边区域细小的原因。
2017 Vol. 60 (18): 88-92 [摘要] ( 206 ) HTMLNew PDF (3491 KB)  ( 541 )
93 AF1410 钢电子束焊接接头组织及性能研究
唐代斌，李　凯，毛智勇，吴　冰
采用电子束扫描焊和修饰焊工艺对5mm AF1410 钢板进行电子束焊接。针对热处理前、后的接头，采用光
学显微镜、扫描电镜、硬度仪等对其组织、硬度及拉伸断口进行分析。结果表明：接头热影响区分为浅腐蚀区和深腐
蚀区，分别为单一马氏体(M)、M+ 少量逆转奥氏体(Ar) 组织；焊缝区柱状晶分为重熔区、正火区和回火区，晶内为马
氏体，晶界附近为残留奥氏体。热处理后，接头组织、显微硬度与母材趋于一致，抗拉强度也达到了母材98% 以上，
失效裂纹始于热影响区，呈约60°方向扩展并贯穿整个接头。
2017 Vol. 60 (18): 93-96 [摘要] ( 159 ) HTMLNew PDF (3656 KB)  ( 512 )
97 复合材料斜面压铆和锤铆铆接质量对比分析
李　辉1，易成君1，王　倩1，李　静2，高　岩2，李振宇2
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.097
通过试验对复合材料斜面机器压铆和手工锤铆两种铆接方法的质量进行评估。评估内容主要包括铆钉的
外观质量、复材铆接件的外观质量、无损检测和力学性能测试4 个部分。结果表明：压铆的铆钉比复材铆接件的外观
质量更好，受人为因素影响小；在无损检测后，压铆后的复材铆接件没有出现分层现象；在力学性能测试部分，压铆
的铆接强度优于锤铆的铆接强度。可见在复合材料铆钉中压铆更具有实用性和适用性。
2017 Vol. 60 (18): 97-99 [摘要] ( 284 ) HTMLNew PDF (1768 KB)  ( 581 )
100 面向重用的MBD 模型本体知识库构建技术研究
顾　黎，李　澍，王　哲，郭逸婧，周　培
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.100
航空领域产生的大量历史MBD 模型数据，具有很高的重用价值。构建规范化的模型存储数据结构是模型
重用中需要解决的首要问题，研究了MBD 模型数据的组织形式，以本体技术作为模型类型划分和属性信息的知识
表示方法，设计了一种集合几何信息与非几何信息的本体数据结构。基于该数据形式将历史模型数据存储为结构化
的本体知识库，通过模型关键信息检索试验验证了该技术的可行性，为海量模型数据重用奠定基础。
2017 Vol. 60 (18): 100-105 [摘要] ( 277 ) HTMLNew PDF (2101 KB)  ( 601 )
106 含裂口损伤复合材料层合板拉伸试验及数值模拟分析*
陈　娟1， 王　星2
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2017.18.106
通过对无损、含损（不同长度的裂口损伤）的碳纤维复合材料层合板进行拉伸试验，研究了裂口损伤形式对
碳纤维复合材料层合板拉伸性能的影响。经试验研究，碳纤维复合材料无损层合板的拉伸强度为517.37MPa ；且裂
口损伤使碳纤维复合材料层合板的拉伸性能显著降低。相比无损层合板的拉伸性能，裂口为5mm 的层合板拉伸强
度降低26.3%，裂口为15mm 的层合板拉伸强度降低23.4%。采用基于三维渐进损伤失效准则编写的子程序对碳纤
维复合材料层合板进行拉伸数值模拟分析，模拟了含损层合板的损伤起始过程。通过与试验结果进行比较，验证了
模型的合理性。
2017 Vol. 60 (18): 106-109 [摘要] ( 166 ) HTMLNew PDF (1461 KB)  ( 351 )
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22 《航空制造技术》被EI数据库收录★
22 《航空制造技术》被中国科学引文数据库(CSCD)核心库收录
22 《航空制造技术》入选中国科技核心期刊
22 《航空制造技术》入选WJCI科技期刊世界影响力指数报告（2024）来源期刊
22 《航空制造技术》入选中国科技期刊卓越行动计划二期（2024—2028年）
22 《航空制造技术》位居航空航天学科科技核心期刊第3名
22 《航空制造技术》入编中国科协《航空航天领域高质量科技期刊分级目录（2023版）》
22 《航空制造技术》入编《中文核心期刊要目总览》2023版
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