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2020年 第63卷 11期
刊出日期：2020-06-01
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本期目录
本期封面
本期电子刊
走进科研
 
       本期封面
1 本期封面
2020 Vol. 63 (11): 1-1 [摘要] ( 42 ) HTMLNew PDF (3088 KB)  ( 51 )
       本期电子刊
1 本期电子刊
2020 Vol. 63 (11): 1-107 [摘要] ( 75 ) HTMLNew PDF (185999 KB)  ( 125 )
       本期目录
6 本期目录
2020 Vol. 63 (11): 6-8 [摘要] ( 75 ) HTMLNew PDF (1061 KB)  ( 61 )
       专稿
14 PCD刀具车削不同颗粒含量 SiCp/Al复合材料试验研究
盆洪民，刘鑫，倪娜，陈志涛，刘飞，岳彩旭
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.11.014
碳化硅铝基复合材料具有优良的导热性、较高的比强度和比刚度，在航空航天领域具有广泛的应用前景。由于此复合材料中含有增强相，导致材料的切削加工性能变差。通过试验分析了不同颗粒体积分数（纳米级 5%、微米级 25%）SiCp/Al 复合材料和切削参数（切削速度、背吃刀量、进给量）对刀具磨损和工件表面质量的影响，并对刀具磨损机理进行了研究。试验结果表明，车削微米级 25% SiCp/Al 材料时聚晶金刚石 PCD（Polycrystalline Diamond）刀具磨损更严重，且工件表面质量更差。随着进给量和背吃刀量的增大，工件表面粗糙度值增大，刀片前刀面磨损严重；随着切削速度的增大，工件表面粗糙度值减小，刀片前刀面磨损量增大。选取本文切削参数进行 SiCp/Al 复合材料的切削加工时，发现刀具磨粒磨损、微崩刃是 PCD 刀具后刀面磨损的主要成因，且刀具前刀面也会产生积屑瘤。研究结果可为 SiCp/Al 复合材料 PCD 车削工艺的优化提供理论基础。
2020 Vol. 63 (11): 14-19 [摘要] ( 193 ) HTMLNew PDF (6620 KB)  ( 394 )
       封面文章
20 轻合金T型结构双激光束双侧同步焊接技术研究进展
占小红，赵艳秋，陈帅，康悦
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.11.020
轻合金双激光束双侧同步焊接（Double Laser-Beam Bilateral Synchronous Welding，DLBSW）技术是一项极具应用前景与发展潜力的先进技术，对实现航空航天壁板结构的轻量化与高效率制造具有重要意义。然而，由于轻合金本身的材料特性与 DLBSW 技术的特殊性，轻合金 T 型结构 DLBSW 技术仍然存在诸多细节问题有待深入探索。分析了轻合金 T 型结构 DLBSW 技术的焊接冶金特点与稳定性，重点研究了 DLBSW 接头中焊接缺陷的形成机理与抑制措施，考察了 T 型接头的力学性能与断裂机理。此外，探讨了轻合金 T 型结构 DLBSW 过程数值模拟研究的重要意义。
2020 Vol. 63 (11): 20-31 [摘要] ( 305 ) HTMLNew PDF (11053 KB)  ( 137 )
       论坛
34 回填式搅拌摩擦点焊过程温度场的数值模拟
柴鹏，左莹莹，陈克鹏，齐铂金，姬书得
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.11.034
根据回填式搅拌摩擦点焊的连接机理，合理的温度场是获得高性能接头的基础；根据回填式搅拌摩擦点焊过程的特点，利用有限元分析软件 MSC.Marc 建立了焊接过程的有限元模型；在利用测温试验验证有限元模型正确性的基础上，利用数值模拟的方法对 7075–T6 铝合金焊接过程中的温度场进行研究。结果表明：在预热阶段，温度峰值随摩擦时间的增加呈现先快速后缓慢上升的趋势，在 8s 左右趋向稳定；在焊接阶段，温度峰值始终位于套筒端面的中心附近，且最大值出现在套筒回抽 1s 时，同时提高搅拌工具的旋转速度可增加焊接过程的温度最大值。
2020 Vol. 63 (11): 34-40 [摘要] ( 162 ) HTMLNew PDF (2164 KB)  ( 210 )
41 厚板铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊热过程及受力状态数值分析
唐文珅，杨新岐，赵慧慧，郭立杰
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.11.041
基于 Deform–3D 软件建立了 12mm 板厚 6061–T6 铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊接 (Stationary Shoulder Friction Stir Welding, SSFSW) 过程热力耦合数值模型，探讨了焊接工艺对 SSFSW 温度场、热循环及受力状态的影响规律。计算结果表明：焊接转速增加 50% 将引起焊核最高温度增加 21.6% 以上；焊接速度增加 50% 分别导致高温停留时间和冷却时间降低 50% 和 60% 以上；对给定转速 1000~1500r/min 及焊接速度 100~150mm/min 范围，静止轴肩的轴向力为 28.2~24.3kN，前进阻力为 17.4~15.3kN，焊接转速增加 50% 其轴向压力降低 13.8%，焊接速度增加 50% 其前进阻力增加 13.7%；搅拌针扭矩最高值在 27.3~25N·m 范围。上述数值模拟结果为厚板铝合金 SSFSW 搅拌工具设计及工艺优化提供重要理论依据。
2020 Vol. 63 (11): 41-49 [摘要] ( 147 ) HTMLNew PDF (4874 KB)  ( 378 )
50 过渡液相扩散焊连接工艺参数对 DD407母材液化的影响
谭飞，仵艳影，牛文涛，张成聪，陈玉华，黄永德
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.11.050
为了将瞬间液相扩散焊的液相形成过程与固相扩散焊复合，充分利用 TLP 及固相扩散焊的优点，需要研究接头界面处母材液化规律。选用 DD407 镍基单晶高温合金作为试验材料，中间层合金采用含 B 为 3.5% 的 BNi9 进行 TLP 连接，观察母材液化宽度和接头宽度在不同工艺参数下的变化。通过分析得到：母材液化区宽度随着加热温度升高及保温时间增长而增加，在焊接温度为 1100℃，保温时间为 5min，中间层厚度为 150μm 的情况下，母材液化的宽度达到 65.8μm；中间层厚度对母材液化的影响程度相对较大，主要降熔元素 B 的总量增加；TLP 连接过程中，母材液化的过程为降熔元素 B 不断向母材中扩散，导致母材液化宽度增加，但随着扩散的进行，B 元素的含量逐渐降低引起等温凝固，从而在一定程度上影响了表面清理的效果。
2020 Vol. 63 (11): 50-55 [摘要] ( 125 ) HTMLNew PDF (28117 KB)  ( 72 )
56 激光点焊工艺参数对止推箔片轴承接头组织与性能的影响
汪芦婷，罗欣洋，王善林，陈玉华，黄永德
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.11.056
止推箔片轴承是航空陀螺仪中的重要支撑元件，为了提高支承面的耐磨性及耐腐蚀性，通常会在支承面涂覆特氟龙涂层，该涂层的添加给后续的制造工艺带来不确定性。研究激光点焊工艺参数对止推箔片轴承接头组织与性能的影响，利用光学显微镜、扫描电镜、电子精密拉伸仪、超声检测等分析方法，对焊缝表面成形、接头显微组织及力学性能进行分析。结果表明：焊点表面直径随脉冲功率的增加而增大，而抗拉剪力随热输入量的增加先增大后减小；激光点焊制造的优化工艺参数为脉冲功率百分比 22%、脉冲宽度 5.0ms，抗拉剪力达最大值 63.0N ；超声波浸液检测能够精确测定搭接界面的尺寸，但抗拉剪力与界面尺寸不完全成正比关系，接头的抗拉剪力主要与接头的断裂机制有关。
2020 Vol. 63 (11): 56-61 [摘要] ( 123 ) HTMLNew PDF (11570 KB)  ( 73 )
       走进科研
62 研究探索现代表面技术科技服务高端装备制造 ——走进现代材料表面工程技术国家工程实验室
现代材料表面工程技术国家工程实验室是依托广东省新材料研究所为建设主体 , 经国家发展和改革委员会批准建设的国家级实验室。自成立以来，开展应用基础研究始终是实验室的主导方向，并以解决“卡脖子”技术难题为己任，通过开展新材料领域基础性和关键共性技术的研究，形成系列新思想、新方法，实现重要理论创新、关键技术突破，最终拥有自主核心知识产权，满足国家经济建设、社会发展以及国家安全的重大需求；同时实验室实行开放服务共享，积极与国内外企事业单位开展科技合作，重视青年骨干人才的引进与培养，实验室设备种类、数量、性能及现代材料表面技术方面成果在国内外相关领域中处于领先地位。
2020 Vol. 63 (11): 62-63 [摘要] ( 113 ) HTMLNew PDF (744 KB)  ( 238 )
       研究论文
64 基于形心轴的多轴增材制造工艺规划方法
王炳杰，郝小忠，许可，江森
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.11.064
增减材混合制造是目前航空航天制造的关键技术之一，得益于五轴加工中心的旋转自由度，在增材过程中不断改变材料堆叠方向，理论上可实现零件的无支撑增材制造。然而，多轴姿态的引入增加了求解空间，极大提升了工艺求解难度。针对以上问题，提出了一种基于形心轴的多轴增材制造工艺规划方法。在形心轴定义的基础上研究了“柱状”特征形心轴的提取方法，垂直于形心轴方向进行切片，以此为基础构建了体积分解约束条件，自下而上搜索不满足约束条件的切片位置，在该位置将零件模型进行分解，并以该处形心轴方向作为新的材料堆叠方向，持续搜索直至分解完成。最后设计了零件模型，通过试验验证了方法的可行性，实现了零件的无支撑增材制造。
2020 Vol. 63 (11): 64-75 [摘要] ( 136 ) HTMLNew PDF (6237 KB)  ( 400 )
69 钛合金钣金件脉冲电流辅助热压成形精度控制
薛杰，李保永，秦中环，刘玉平，王占奇，范江玲
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.11.069
针对钛合金钣金件冷加工成形精度低、热成形机成形成本高的问题，提出一种采用脉冲电流辅助热压成形工艺。以 TC1 钛合金 U 型件为对象，研究了脉冲电流辅助热压成形工艺对钛合金钣金件的缺陷、尺寸精度及力学性能的影响。结果表明，脉冲电流加热可提高成形效率，当脉冲电流密度为 9.2A/mm2 ，合模速度为15mm/s时，补偿了成形过程的热量损失，使钛合金钣金件保持在良好的成形温度区间，增加其成形极限，得到零件表面质量良好、无裂纹。在成形过程中，随着成形压力、保压时间、模具预热温度的升高，零件的尺寸精度逐渐提高，当成形压力 10t、保压时间10s、模具不预热时，零件的尺寸精度即可达到 ±0.2mm。脉冲电流辅助热压成形后零件的晶粒尺寸比热成形机成形的细小，且力学性能也较好。
2020 Vol. 63 (11): 69-75 [摘要] ( 151 ) HTMLNew PDF (13585 KB)  ( 86 )
76 便携式精加工铣床设计与应用
赵安安，张 程，巴晓甫
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.11.076
针对飞机装配制造中大量小型安装面的精加工需求，提出便携式铣床精加工技术方案，通过对精加工对象和便携式加工流程的分析，开展便携式精加工铣床受力分析、动力学建模与详细设计，并进行应用和对比分析。结果表明：对于飞机小型安装面批量制造 , 就加工效率而言 , 便携式精加工铣床相比固定式铣床提高了约 3 倍 , 就加工精度而言 , 便携式精加工铣床相比手持打磨器提高了约 5 倍。
2020 Vol. 63 (11): 76-82 [摘要] ( 147 ) HTMLNew PDF (14873 KB)  ( 88 )
83 基于自然进化策略的多工艺融合结构件加工变形控制方法
刘醒彦，刘长青
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.11.083
毛坯预变形与工件加工位置对工件最终加工变形有着重要影响，毛坯预变形与加工位置优化是控制工件加工变形的一种有效途径，同时考虑到多工艺变量优化的参数求解困难，仅针对单一工艺优化很难实现对工件变形的精确控制。针对以上问题，提出了一种基于自然进化策略的多工艺融合结构件加工变形控制方法。综合考虑毛坯预变形与加工位置对工件变量的影响，建立有限元仿真模型，采用 PEPG（Parameter-Exploring Policy Gradients）优化算法搜索最优参数，从而实现对加工变形的控制。最后，以典型飞机结构件为例，在仿真环境中进行验证，结果表明该方法能显著控制工件加工变形。
2020 Vol. 63 (11): 83-93 [摘要] ( 136 ) HTMLNew PDF (2420 KB)  ( 213 )
88 基于LabVIEW的超精密磨床嵌入式监控系统
苏史博，毕果，彭云峰，曾鑫龙，高凯
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.11.088
针对超精密磨削机床的监控需求，基于 NI–sbRIO 硬件平台开发了一套应用于超精密磨床状态监测和数据采集的嵌入式监控系统，使用 FPGA 对温度、振动、声发射等信息进行实时数据采集，并使用实时处理器对数据进行分析和处理，实现对机床的实时状态监测和数据存储。通过 FPGA 编程取代硬件数据采集卡，成本低，灵活性强。试验表明，该系统能够胜任超精密磨床的监控任务。
2020 Vol. 63 (11): 88-93 [摘要] ( 150 ) HTMLNew PDF (9176 KB)  ( 193 )
94 纤维增强树脂基复合材料连接结构强度与失效分析
高佳佳，楚珑晟，马天阳，高朋
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.11.094
采用拉伸试验和有限元分析方法研究纤维增强树脂基复合材料螺栓连接与胶 – 螺混合连接结构的失效机理。通过拉伸 – 剪切试验分析其载荷 – 位移曲线，结合有限元仿真结果及断面微观结构变化分析其结构强度和失效机理。结果表明，螺栓连接结构孔周碳纤维丝束受到螺栓挤压力变形后传递给树脂基体。因此，呈现纤维屈曲变形，树脂基体由均匀分布状被断裂的纤维短束挤压变成团簇状，形成结构不均匀而出现薄弱区域。胶 – 螺混合连接结构呈现拉伸断裂式破坏，断口处碳纤维丝束在拉伸 – 剪切作用下从环氧树脂基体中拔出并损伤断裂，丝束方向杂乱排布。附着在碳纤维丝束周围的树脂基体从均匀分布状变为团聚状，连接结构在达到极限载荷之后出现拉伸断裂，呈现净截面破坏，并且在重新分配载荷之后板材之间的胶粘剂对纤维的破坏会起延滞作用。材料强度、螺栓强度、胶层强度及螺栓宽径比等因素均会成为影响连接结构失效破坏的因素。
2020 Vol. 63 (11): 94-101 [摘要] ( 154 ) HTMLNew PDF (20261 KB)  ( 108 )
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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
22 《航空制造技术》被中国科学引文数据库(CSCD)核心库收录
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国际标准刊号：ISSN1671-833X
国内统一刊号：CN11-4387/V
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