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2021年 第64卷 1/2期
刊出日期:2021-01-15

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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
0 本期封面
2021 Vol. 64 (1/2): 0-0 [摘要] ( 37 ) HTMLNew PDF (2380 KB)  ( 28 )
       本期电子刊
1 本期电子刊
2021 Vol. 64 (1/2): 1-107 [摘要] ( 72 ) HTMLNew PDF (18461 KB)  ( 270 )
       本期目录
6 本期目录
2021 Vol. 64 (1/2): 6-8 [摘要] ( 51 ) HTMLNew PDF (791 KB)  ( 43 )
       专稿
14 Ti6242合金微观组织差异及其演变对拉伸和疲劳性能影响
张明达,曹京霞,周毅,邓瑞刚,史栋钢,黄旭
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.01/02.014
典型近 α 型钛合金 Ti6242 合金制备盘锻件的综合力学性能与其棒材原始微观组织特征密切相关。本研究选取具有明显微观组织特征差别的 3 种 Ti6242 钛合金棒材为研究对象,定量化评估不同 Ti6242 钛合金棒材锻造态、固溶态和固溶 + 时效态的微观组织差别和演变规律,并讨论棒材微观组织差别和演变对综合力学性能的影响。研究结果显示具有明显差别的不同棒材微观组织在经历相同的固溶和时效处理后,其初生 α 相体积分数差别趋于相近,而初生 α 相的尺寸分布和形状分布等微观组织特征仍保留差别;力学性能结果显示室温拉伸力学性能趋于近似,而低周疲劳和保载疲劳力学性能对微观组织特征较为敏感。对比不同特征组织和力学性能分析结果,具有细小非等轴状且没有明显取向集中分布初生 α 相的棒材原始组织有助于获得更好的疲劳性能。
2021 Vol. 64 (1/2): 14-20 [摘要] ( 133 ) HTMLNew PDF (3957 KB)  ( 170 )
       封面文章
22 纺织复合材料预制体变形研究综述
官威,李文晓,戴瑛,贺鹏飞
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.01/02.022
以具有良好整体性能的织物作为增强体的纺织复合材料克服了传统复合材料层间剪切强度低、抗分层能力差、开裂敏感等缺点,且具有优异的近净成形能力,易于成型。这些优点使得这种复合材料被越来越广泛地应用于航空航天、船舶、汽车、医疗器械等领域。纺织预制体的可变形性对其渗透率及最终复合材料构件的力学性能有着重要的影响。简要介绍了二维和三维织物的结构特点;阐述了织物的拉伸、横向压缩、面内剪切和弯曲变形机理;基于数值模拟和试验方法,综述了国内外预制体变形研究的进展;最后,展望了预制体变形数值模拟的发展方向。
2021 Vol. 64 (1/2): 22-37 [摘要] ( 145 ) HTMLNew PDF (5154 KB)  ( 740 )
       论坛
40 Ni–Co–Al合金非连续沉淀相变及其对合金力学性能的强韧化作用研究
周阳,王晨拓,周菲,梁加淼,王俊
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.01/02.040
多元合金中非连续沉淀(Discontinuous Precipitation, DP)的出现通常被认为对力学性能有害。最近研究表明,Ni–Co–Al 合金通过非连续沉淀析出过程可以形成双相层状纳米结构,实现“类珠光体型”的强化效果。为了进一步探究非连续沉淀对 Ni–Co–Al 合金力学性能的影响,总结并讨论了在不同合金成分和热处理条件下,Ni–Co– Al 合金的显微组织及力学性能的变化规律。结果表明,Co 元素含量的增加以及时效温度的降低有利于非连续沉淀析出,而且接近完全转变的 DP 组织能有效地提高 Ni–Co–Al 合金的强度和塑性。通过理论模拟、显微结构表征和力学性能分析,讨论了非连续沉淀的析出行为以及该反应对 Ni–Co–Al 合金力学性能的强韧化作用机制,指出该处理方法为镍基高温合金的强韧化研究提供了新的思路。
2021 Vol. 64 (1/2): 40-50/73 [摘要] ( 52 ) HTMLNew PDF (4966 KB)  ( 342 )
51 晶体取向对第四代单晶高温合金 DD15高周疲劳性能的影响
史振学,刘世忠,赵金乾,王效光,李嘉荣
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.01/02.051
在定向炉中分别采用籽晶法制备了 [001]、[011] 和 [111] 3 种不同取向的第四代单晶高温合金 DD15,在 800℃研究了不同取向的高周疲劳性能,分析了合金不同取向的显微组织、疲劳断口形貌和疲劳断裂组织。结果表明:在凝固方向横截面上不同取向合金的铸态枝晶和热处理 γ′ 相组织明显不同。合金 800℃的高周疲劳性能存在各向异性,疲劳极限按 [111]、[001]、[011] 取向的顺序降低。不同取向合金的高周疲劳都是沿平面断裂,断裂平面与试样中心应力轴线的角度不同,角度按 [011]、[001]、[111] 取向的顺序逐渐减小。不同取向高周疲劳断口特征基本相同,可见疲劳源区、疲劳扩展区和瞬断区。疲劳裂纹起源于试样表面或亚表面并沿 {111} 平面扩展。扩展区上可见河流状花样和疲劳条带。瞬断区可见撕裂棱和解理台阶特征,其断裂机制都为类解理断裂。由于试验温度较低,不同取向疲劳断裂后的 γ′ 相仍保持立方形状。
2021 Vol. 64 (1/2): 51-56/61 [摘要] ( 102 ) HTMLNew PDF (4774 KB)  ( 224 )
57 GH141合金工艺特性研究
牛永吉,张志伟,安宁,高杨
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.01/02.057
研究了 GH141 变形高温合金的冷加工硬化特性、静态再结晶及热处理对合金硬度、组织的影响。结果表明,GH141 合金固溶温度须在 1060℃温度以上,在 1060℃保温 4min 硬度才出现较显著下降;冷却速度对硬度影响显著,水冷软化效果明显好于空冷;1000℃以上退火,冷却速度的影响超过了热处理温度的影响,说明冷却过程中析出硬化掩盖了热处理软化效果;γ′大幅度回溶需 1050℃以上;冷变形后的合金在 1050℃即能完成再结晶,1120℃以上会发生晶粒长大。
2021 Vol. 64 (1/2): 57-61 [摘要] ( 84 ) HTMLNew PDF (2884 KB)  ( 176 )
62 800℃以上服役涡轮盘用难变形镍基高温合金研究进展
江河,董建新,张麦仓,姚志浩
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.01/02.062
大推重比航空发动机涡轮盘需在更高温度下服役,为满足更高温度服役航空发动机涡轮盘材料的需求,在新合金的发展过程中合金化程度和 γ′ 相含量逐渐提高。其中 GH4151、GH4175 和 GH4975 合金是 800℃以上服役变形高温合金的典型代表。对难变形高温合金国内外的发展趋势、3 种典型合金的特征和发展过程进行了概述,并对难变形高温合金制备过程中开坯工艺和超塑性等问题进行了探讨。为充分发挥 800℃以上服役高相含量难变形高温合金的优势和作用,需对合金成分设计特点、组织特性、热变形和超塑性变形过程中相的作用机制等方面开展相应的理论研究工作。
2021 Vol. 64 (1/2): 62-73 [摘要] ( 94 ) HTMLNew PDF (3574 KB)  ( 577 )
       走进科研
74 专注超薄、超轻复合材料研究,引领中原先进复合材料发展 —— 走进河南省碳纤维复合材料国际合作实验室
超薄、超轻先进复合材料具有力学性能好、对薄壁及复杂型面适应性好、节省材料消耗、减重效果显著等优点,被视为下一代航空航天复合材料的重要组成部分,也是海洋、通信、新能源等其他高端制造领域的重要的轻量化材料之一,对减少碳排放,减轻全球变暖具有重要意义。河南省碳纤维复合材料国际合作实验室依托河南工业大学 “机械工程”一级学科博士点及博士后科研流动站、“机械设计及其自动化制造”国家一流本科专业,立足河南,面向国家战略新兴产业主战场,是河南省碳纤维复合材料的科学研究基地,也是国内以超薄碳纤维纱、带、织物增强树脂基复合材料为研究特色的国际合作实验室。围绕该研究方向获国家授权发明专利 12 项。
2021 Vol. 64 (1/2): 74-75 [摘要] ( 113 ) HTMLNew PDF (690 KB)  ( 79 )
       研究论文
76 Ti–4.5Al–3V–2Fe–2Mo合金板材超塑成形组织及性能研究
付明杰,曾元松,韩秀全,吕凤工,王富鑫
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.01/02.076

分别采用最大 m 值法和恒应变速率法对 Ti–4.5Al–3V–2Fe–2Mo 合金(SP700 钛合金)板材进行超塑拉伸,研究了 755~785℃、0.1~0.005s–1 及不同方向的单向条件下其超塑拉伸变形行为和典型件的超塑成形行为及力学性能。结果表明:SP700 钛合金具有优异的低温超塑性,采用最大 m 值法在 45° 方向、775℃变形后,获得 3110% 的最高延伸率,变形诱发晶粒长大使 SP700 钛合金抵抗颈缩的能力增加。受双向拉应力作用的锥形件,在 755℃具有最优的超塑成形工艺性,锥形件高度可达到 100mm,并且晶粒尺寸无明显变化。经 33% 超塑变形量的试样室温力学性能略高于无变形试样,其室温抗拉强度和延伸率平均值分别达到 1027MPa 和 16.8%。

2021 Vol. 64 (1/2): 76-81/88 [摘要] ( 70 ) HTMLNew PDF (5466 KB)  ( 160 )
82 TC4激光选区熔化/同轴送粉成形连接的力学性能研究
玄明昊,张瑞,邢本东,王向明
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.01/02.082
对 TC4 选区熔化/同轴送粉成形连接件的拉伸性能和疲劳性能进行研究。通过对比不同线能量密度参数下拉伸试验数据,得到线能量密度对 TC4 成形连接件拉伸性能的影响规律。通过对比相同应力水平下成形连接件与母材的中值疲劳寿命和疲劳极限,获得成形连接件相对母材疲劳特性的衰减程度。采用当量 Kt 法对成形连接件的疲劳性能进行表征,得到成形连接件的当量应力集中系数 Kte。通过对比 TC4 成形连接件与 TA15 4 种焊接工艺的(Kte)50,发现较焊接工艺成形连接工艺,具有更优的疲劳特性。
2021 Vol. 64 (1/2): 82-88 [摘要] ( 50 ) HTMLNew PDF (2755 KB)  ( 113 )
89 电子束熔丝增材制造过程随动测温阵列系统
路开通,彭勇,许海鹰
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.01/02.089
实时监测电子束熔丝增材制造过程的温度场分布对于抑制变形、提高电子束熔丝增材制造质量具有重要意义。研制了一套电子束熔丝增材制造过程的随行动态测温阵列系统,对整个装置进行了系统设计、硬件集成、软件编写和试验验证。结果表明,该随动测温阵列系统在电子束熔丝增材制造过程的高真空、高温、高辐射、高金属蒸气等恶劣环境中能稳定工作,不仅能在正常状态下进行测温,而且在增材基板受热变形时也能连续测温,能够实现随行动态测温以及温度场实时显示、存储和重构分析等功能,显示形象直观,系统稳定性较强,操作简单。
2021 Vol. 64 (1/2): 89-93/102 [摘要] ( 58 ) HTMLNew PDF (2003 KB)  ( 143 )
94 面向自动化物料传送的被动驱动托架设计与分析
杨波,江晨,冯立杰,吴从焰,周思浩,张伟
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.01/02.094
针对现有的航天飞行器数字化装配生产线产品转运自动化、装配数字化的发展趋势,设计了一套兼容生产线全流程转运工作设备、适应多几何尺寸的托架。在分析作业现场产品转运流程、保证要求以及装配需求的基础上,提出了一种基于辊杠动力源的被动驱动托架总体设计方案,解析了托架关键受力部位和薄弱点,有针对性地开展了关键部件的设计、计算、校核,并使用专用软件开展了数值模拟分析与验证,托架试制完成后进行了工程试用。结果表明:关键部件的强度数值模拟值与理论设计计算值偏差在 10% 以内,位移形变均保持在 0.1mm 以下,验证了设计的准确性和合理性;工程使用阶段,托架的功能和性能均满足现场使用要求。
2021 Vol. 64 (1/2): 94-98 [摘要] ( 73 ) HTMLNew PDF (3070 KB)  ( 165 )
99 自润滑关节轴承冷缩装配研究与应用
舒阳,陈爱民,骆金威,熊钦林
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.01/02.099
受操作空间影响,某型号机型垂尾关节轴承与轴承座之间须采用徒手装配的方式。针对该轴承装配过程中易造成卡滞的问题,结合自润滑关节轴承的装配间隙及装配时间要求,基于 ABAQUS 软件仿真分析了温度场变化对自润滑关节轴承变形的具体影响规律,针对轴承冷缩装配时的轴承温度提出了具体的要求;并通过试验监测了冷缩轴承在 20℃装配环境中轴承温度随时间的变化曲线。结果表明,轴承的冷缩温度低于 –2℃时能够满足装配需求。依据有限元仿真分析和试验结果,将轴承冷缩装配方法成功应用于该机型,解决了该机型自润滑关节轴承的卡滞问题,且可在其他机型进行推广应用。
2021 Vol. 64 (1/2): 99-102 [摘要] ( 59 ) HTMLNew PDF (1470 KB)  ( 143 )
  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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主管:中国航空工业集团有限公司
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邮编:100024
电话:010-85703109/3877-291
在线投稿:http://www.amte.net.cn
国际标准刊号:ISSN1671-833X
国内统一刊号:CN11-4387/V
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