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2020年 第63卷 13期
刊出日期：2020-07-01
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专稿
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研究论文
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 (13): 1-1 [摘要] ( 47 ) HTMLNew PDF (2638 KB)  ( 40 )
       本期电子刊
1 本期电子刊
2020 Vol. 63 (13): 1-107 [摘要] ( 50 ) HTMLNew PDF (29392 KB)  ( 42 )
       本期目录
6 本期目录
2020 Vol. 63 (13): 6-8 [摘要] ( 38 ) HTMLNew PDF (1152 KB)  ( 27 )
       专稿
14 采用半圆弧刀具超声插切 Nomex蜂窝芯的新方法
康仁科，韩坤，王毅丹，孟倩，董志刚
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.13.014
Nomex 蜂窝芯材料具有各向异性、弱刚度的特点，是一种典型的难加工材料。为解决传统插切刀具加工 Nomex 蜂窝芯时存在的排屑困难、切屑侧的压溃面积大等问题，提出一种采用半圆弧刀具超声插切 Nomex 蜂窝芯的加工方法。设计了一种新型半圆弧形插切刀具，分析了超声作用下半圆弧形插切刀具的运动规律，揭示了超声振动的引入使切削过程由连续切削变为断续切削的机理。开展了半圆弧刀具超声插切 Nomex 蜂窝芯的试验，分析了振幅与进给速度对切削力与切削质量的影响规律。试验结果表明，半圆弧刀具超声插切 Nomex 蜂窝芯可获得良好的加工效果，超声振动的引入可有效降低插切切削力，提高切削表面质量。研究的半圆弧刀具超声插切技术为蜂窝芯零件轮廓边界的高质量加工提供了新的方法。
2020 Vol. 63 (13): 14-22 [摘要] ( 187 ) HTMLNew PDF (16634 KB)  ( 37 )
       封面文章
24 电子束熔丝成形TC17钛合金显微组织与拉伸性能研究
杨洋，吴凡，陈玮
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.13.024
针对电子束熔丝（EBWD）成形 TC17 钛合金开展了显微组织调控与力学性能研究。成形态 EBWD TC17 钛合金的成分均匀性较好，具有沿 z 方向外延生长并贯穿多个沉积层的粗大 β 柱状晶组织，柱状晶内部为细密的网篮状组织。经过热等静压后，β 柱状晶内部呈现粗短棒状 α 网篮组织。经过固溶时效处理后，β 基体中同时存在粗短棒状 α 相和细小的次生 α 相。成形态 EBWD TC17 材料的抗拉强度为 935MPa，延伸率为 9.0%；热等静压态材料的抗拉强度为 904MPa，延伸率为 18.0% ；二重固溶 + 时效后，由于析出的细小次生 α 相起到了沉淀强化的作用，材料的抗拉强度较热等静压态提高了 18%（至 1066MPa），但塑性显著下降（至 7.5%），其拉伸断口的韧窝数量也大幅减少。
2020 Vol. 63 (13): 24-29 [摘要] ( 127 ) HTMLNew PDF (26939 KB)  ( 32 )
       论坛
32 浅谈几种典型镁合金激光表面改性技术
黄泽亚，管迎春
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.13.032
镁合金具有密度小，比强度高和生物相容性好等优点，然而，表面性能不佳限制了其进一步应用。通过表面改性技术提高镁合金的耐腐蚀性和耐磨性可扩展镁合金的应用范围。激光技术在镁合金的表面改性中效果显著，得到广泛应用。主要介绍激光熔凝、纹理化和熔覆等几种典型镁合金表面改性技术，从激光 – 合金相互作用、微观组织结构的演变规律出发，分析表面性能增强机理。
2020 Vol. 63 (13): 32-39/46 [摘要] ( 137 ) HTMLNew PDF (33110 KB)  ( 61 )
40 电子束表面造型对液冷冷板散热性能影响研究
赵桐，付鹏飞，唐振云，王涛，张贺宾
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.13.040
为了获得电子束表面造型对液冷冷板散热性能的影响规律，对带有柱状表面造型的液冷冷板进行数值模拟。结果表明，当冷却液通道中存在柱状表面造型时，可有效提高冷板的散热性能，其中造型高度对冷板的散热性能影响最大，造型流向间距的影响其次，造型直径的影响最小；当柱状造型直径 1mm、高度 6mm 且相邻造型的流向间距为 4mm 时，冷却液与模拟发热芯片的温差为 46.08℃ ，该冷板的散热性能与空白试样对比可提升 23.23%。之后根据模拟结果，制备了具有不同表面造型特征的液冷冷板试样 ，散热性能测试结果表明，通道内制备柱状造型可提高冷板散热性能达 13% 以上；但当柱状造型高度＜ 4mm，且造型数量较少时，改变柱状造型特征对提升冷板散热性能的影响较小。
2020 Vol. 63 (13): 40-46 [摘要] ( 110 ) HTMLNew PDF (8748 KB)  ( 42 )
47 浅齿轮齿根激光冲击强化试验和仿真研究
李晨鹭，解丽静，程冠华，梁国祥
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.13.047
为探究激光冲击强化对高强度钢齿轮齿根表面及内部残余应力的影响，使用 ABAQUS 软件对齿轮齿根进行了激光冲击强化模拟仿真，并通过试验对该仿真模型进行了验证。结果表明，所建立的齿轮齿根激光冲击强化有限元模型可以较好地预测实际激光冲击强化结果，准确揭示激光冲击强化作用规律。同时，根据残余应力分布情况可知，激光冲击强化可使高强度钢齿轮齿根产生明显的残余压应力层，但不同方向残余压应力分布略有不同，平行于齿根路径方向的平均残余压应力大于垂直于齿根路径方向的平均残余压应力。
2020 Vol. 63 (13): 47-52 [摘要] ( 88 ) HTMLNew PDF (7932 KB)  ( 59 )
53 激光选区熔化/热等静压复合成形 Inconel 718组织与性能研究
滕庆，孙闪闪，薛鹏举，史玉升，魏青松
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.13.053
热等静压（Hot isostatic pressing, HIP）技术能整体成形高性能复杂零件，但该技术存在复杂零件包套制作难、异质包套与粉末制件的界面扩散会降低性能等问题，为此展开了激光选区熔化（Selective laser melting, SLM）/ HIP 复合成形工艺研究。利用 XRD、SEM、EBSD 和拉伸试验表征了复合成形工艺基体 / 界面显微组织和拉伸性能。结果表明，利用 SLM 直接成形 Inconel 718 合金基体中存在明显孔洞和微观裂纹，致密度为 98.3%。合金粉末经 HIP 成形后，基体不存在明显的孔洞和裂纹，但存在明显的原始粉末颗粒边界（Prior particle boundary, PPB）。复合工艺条件下，SLM 成形的 Inconel 718 端基体孔洞和裂纹减少，X–Y 表面熔化道特征消失，各向异性程度降低。同时，合金粉末与 SLM 成形 Inconel 718 之间不存在明显的扩散层，界面由细小晶粒组成，厚度约为 16.7μm。界面的高温强度为 626MPa，拉伸断口表面平直，样品沿着 SLM 态和 HIP 态结合界面处断裂。经固溶 + 时效热处理后，界面结合强度提高到了 990MPa，断口分布在 SLM 成形件一侧。通过分析组织和性能变化规律，验证了利用复合成形工艺制备复杂零件的可行性。
2020 Vol. 63 (13): 53-60 [摘要] ( 83 ) HTMLNew PDF (13768 KB)  ( 44 )
       走进科研
62 潜心关键技术  服务行业需求 ——走进机械工业数控装备可靠性技术重点实验室
数控机床属于复杂机电系统，出于对加工精度和切削速度的要求，机床结构普遍采用刚度设计，疲劳强度自然满足，其失效模式主要体现为功能性故障，因此相对成熟的以应力 - 强度干涉理论为基础的机械结构可靠性技术不满足数控机床的可靠性技术需求，必须另辟蹊径。机械工业数控装备可靠性技术重点实验室在国内率先开展了针对数控机床技术特点的可靠性理论与关键技术研究，历经多年积累，已建设成为具有鲜明数控机床行业特色的可靠性科技创新和人才培养基地，技术水平与设备性能在国内数控机床可靠性研究领域处于领先地位。
2020 Vol. 63 (13): 62-63 [摘要] ( 76 ) HTMLNew PDF (442 KB)  ( 66 )
       研究论文
64 基于ANSYS Workbench的型材拉弯有限元仿真模块开发
韩志仁，罗雪磊
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.13.064
使用现有的商用有限元软件对型材拉弯工艺过程进行有限元模拟，容易出现有限元建模效率低、有限元模型不合理和对工程技术人员要求高等问题。针对以上问题，研究了型材拉弯的有限元模拟，分析其中的拉弯方式、几何建模、材料模型、边界条件设置、夹钳轨迹计算和求解算法。然后对有限元软件 ANSYS Workbench 的几何建模模块和仿真模块进行二次开发，嵌入对应的操作模板，快速实现型材拉弯有限元模拟的几何模型建模和前处理工作，并且利用开发的型材有限元建模模块对具体实例进行了仿真模拟。结果表明开发的模块可以快速、高效地完成型材拉弯的有限元模拟，并且模拟结果具有一定的参考价值。
2020 Vol. 63 (13): 64-68 [摘要] ( 108 ) HTMLNew PDF (4875 KB)  ( 159 )
69 Nomex蜂窝夹层结构侧向变形机理及蜂窝稳定化
郝新超，胡杰
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.13.069
对蜂窝侧向变形机理的研究现状进行了综述，对 Nomex 蜂窝在 180℃ 下的强度性能进行了测试，并在此基础上建立了蜂窝侧向变形的力学模型。分析表明，常规蜂窝夹层结构采用热压罐共固化时不产生蜂窝侧向变形的条件是倾角不大于 25°，织物预浸料边缘有牢靠的拴系，蜂窝高度不宜过大。预浸料边缘采用防滑带拴系和提高蜂窝的侧向刚度是解决蜂窝侧向变形的关键，其中提高蜂窝侧向刚度的方法包括胶膜法、隔膜法和预固化织物法等工艺方法。相关工艺试验表明：对于高度 60mm、倾角 30° 的常规密度蜂窝夹层结构，胶膜法效果不佳，隔膜法和预固化法是消除高蜂窝夹层结构侧向变形的有效措施，预固化法比隔膜法具有重量优势。
2020 Vol. 63 (13): 69-74/82 [摘要] ( 115 ) HTMLNew PDF (6731 KB)  ( 265 )
75 服役载荷下铝锂合金激光焊接T型接头残余应力的有限元分析
周旭东，吴友发，陈帅，占小红
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.13.075
研究了服役载荷作用下铝锂合金蒙皮 – 桁条 T 型接头的焊接残余应力演变规律。首先建立了 T 型接头双激光束双侧同步焊接过程的 3D 热 – 结构有限元模型，并通过试验验证了该模型的合理性，以获取准确的焊接残余应力。随后，将焊接残余应力、应变分布和总等效塑性应变作为初始条件，采用弹塑性结构模型，进行有限元数值分析，以研究 T 形接头在服役载荷下的残余应力再分布情况。结果表明，施加载荷结束后，结构表面的纵向应力松弛明显（尤其是在焊缝处），桁条中间的纵向应力对服役载荷不敏感。
2020 Vol. 63 (13): 75-82 [摘要] ( 88 ) HTMLNew PDF (27466 KB)  ( 29 )
83 自动铺带技术在复合材料小尺寸低曲率制件批量化制造上的应用
任卫安，马军，王钰淇，刘斌
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.13.083
通过 FiberSim 软件对低曲率三维复合材料零件铺层进行二维化展开，再利用 CATIA 进行多零件二维排版，完成批量制造零件再设计工作。采用自动铺带编程技术进行多零件编程，最后通过铺带机实现小尺寸、低曲率结构零件的批量化制造。该方法为小尺寸、低曲率结构复合材料制件批量自动化制造提供了一种技术途径，解决了以往只能依靠手工铺贴的问题，大大提高零件制造质量及效率，提高了材料利用率，降低制造成本，同时也为自动铺带机拓展了一个非常好的新应用场景，推动自动铺带技术的应用发展。
2020 Vol. 63 (13): 83-85/91 [摘要] ( 126 ) HTMLNew PDF (3550 KB)  ( 175 )
86 改善电解铣磨加工底面平整程度的研究
牛屾，曲宁松，李寒松
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.13.086
通过对外径与切深均为 10mm 的工具基体进行端部绝缘设计，研究工具端部绝缘层对电解铣磨加工性能的影响。结果表明，工具端部绝缘层能够有效减小沟槽底面的过切，并显著提高沟槽底面的平整程度及表面质量。在 30V 电压、10mm 切深、2.7mm/min 进给速度等参数下，相比于未绝缘工具，采用绝缘工具后，沟槽的平均槽深从 10.61mm 降低至 10.32mm，底面轮廓坐标最大差值由 783.9μm 下降至 352.5μm，表面粗糙度 Ra 从 1.705μm 减小至 0.811μm。
2020 Vol. 63 (13): 86-91 [摘要] ( 68 ) HTMLNew PDF (24763 KB)  ( 24 )
92 钻削微小孔技术在航空发动机燃油喷嘴喷口加工中的应用研究
石洪国，王福海，丁志纯，雷力明
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.13.092
燃油喷嘴是航空发动机燃烧室的一个主要元件，它的主要功用是按照发动机不同的工作状态，供给燃烧室合适数量的、具有良好雾化质量的燃油。其微小孔喷口的加工质量是保证发动机推力要求、影响燃烧效率和性能的重要指标。针对航空发动机重要零部件燃油喷嘴中主燃级油路喷口的结构特点，开展了钻削微小孔的试验。通过分析微小孔钻削系统，总结了满足主燃级喷口质量要求的切削参数，提出了控制内腔出口毛刺的方法，在实际加工中应用推广。
2020 Vol. 63 (13): 92-96 [摘要] ( 143 ) HTMLNew PDF (2297 KB)  ( 176 )
97 航天器狭小空间总装紧固件预紧技术研究
宋晓晖，刘智斌，薛峰，顾磊
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2020.13.097
螺栓连接是航天器结构装配的主要形式。针对航天器总装研制过程中紧固件无法使用标准力矩扳手实施扭矩预紧的问题，分析了紧固件轴向空间和径向空间受限两种原因。对螺纹紧固原理进行了深入剖析，按照系列化、型谱化的原则，提出了狭小空间内基于一体式 L 型杆的紧固件力矩加载方案，设计了专用工装，通过试验验证了技术的可行性 , 并介绍了该技术在航天器总装领域的应用情况。研究表明，该技术有效提高了紧固件安装可靠性，满足了长寿命、高可靠航天器的研制需求。
2020 Vol. 63 (13): 97-101 [摘要] ( 128 ) HTMLNew PDF (2289 KB)  ( 145 )
  编辑部公告
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》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（2023）来源期刊
22 《航空制造技术》被中国科学引文数据库(CSCD)核心库收录
22 “编读往来”栏目邀您建言献策
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电话：010-85703109/3877-291
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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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