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22 中国航空制造技术研究院
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2021年 第64卷 18期
刊出日期：2021-09-15
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本期电子刊
走进科研
 
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2021 Vol. 64 (18): 0-0 [摘要] ( 96 ) HTMLNew PDF (2407 KB)  ( 68 )
       本期电子刊
1 本期电子刊
2021 Vol. 64 (18): 1-107 [摘要] ( 119 ) HTMLNew PDF (161106 KB)  ( 658 )
       本期目录
6 本期目录
2021 Vol. 64 (18): 6-8 [摘要] ( 78 ) HTMLNew PDF (920 KB)  ( 53 )
       专稿
14 弹性轴磨削颤振检测与颗粒阻尼减振研究
孙浩，张兵，唐琦，王山城，董超，姚斌
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.18.014
由于航空用弹性传动轴法兰与轴之间以膜片连接，在精密磨削法兰端面时会发生严重颤振，造成磨削效率低、质量不宜控制。为此，采用激光位移传感器测量磨削过程中弹性传动轴端面的振动位移数据，根据获得的端面振动时域和频域特征，针对性地设计一种颗粒阻尼器，并开展了结构参数优化研究。首先，根据工件结构和磨削工艺确定了阻尼器的安装形式与外形尺寸；然后，通过离散元仿真对比研究了不同内部参数的性能，确定了最优颗粒填充方案。最后，通过电磁激振器试验验证了设计制造的颗粒阻尼器的抑振效果。
2021 Vol. 64 (18): 14-20 [摘要] ( 153 ) HTMLNew PDF (3242 KB)  ( 393 )
       封面文章
22 数据驱动的航空发动机材料设计研究进展
袁睿豪，廖玮杰，唐斌，樊江昆，王军，寇宏超，李金山
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.18.022
数据驱动的材料设计模式已经广泛应用于材料科学研究中，以加速新材料从研发到应用的进程。机器学习技术能够挖掘数据中存在的潜在模式或规律，是数据驱动材料设计模式的研究关键和热点。其中，基于主动学习的策略已经成功指导了多种新材料的开发。首先，介绍了主动学习的研究思路、构成要素及每个环节常用的方法；其次，以航空发动机材料如高温合金、钛基合金、复合材料、热障涂层等为例，介绍了机器学习在其中的具体应用和取得的效果；最后，针对航空发动机材料的恶劣服役环境，展望了机器学习应用于航空发动机材料面临的挑战，并提出了可能的解决方案。
2021 Vol. 64 (18): 22-30 [摘要] ( 282 ) HTMLNew PDF (5506 KB)  ( 884 )
       论坛
34 气膜冷却孔电加工工艺与装备技术研究
佟浩，李勇，李宝泉
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.18.034
面向航空发动机热端涡轮叶片上气膜冷却孔加工，报道了近 10 年来的气膜冷却孔电火花加工研究现状，并阐述了在解决复合材料（高温合金基体 + 陶瓷热障涂层）、复合结构（圆形孔段 + 扩散结构）、表面低 / 无损伤的气膜冷却孔加工问题上的研究尝试，侧重在电加工工艺与装备技术方面的创新思想和研究进展。研发出功能主轴头、高能量密度脉冲电源、加工间隙伺服控制方法、组合冲液系统、贯穿检测方法等关键方法和核心技术。验证了无重铸层的电火花电解复合 / 组合穿孔加工工艺、扩散结构电火花分块成形加工工艺、氧化锆陶瓷热障涂层放电辅助化学加工工艺的可行性。集成研发出气膜冷却孔电火花加工的六轴数控装备，实现了直孔和斜孔批量化全自动加工过程，穿孔效率达到 >20mm/min，孔径精度优于 ±20μm，重铸层平均厚度可控 <10μm。
2021 Vol. 64 (18): 34-45 [摘要] ( 180 ) HTMLNew PDF (24696 KB)  ( 221 )
46 先进气膜孔形研究综述
王海涛，张文武，郭春海
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.18.046
利用气膜冷却技术可以大幅提高涡轮叶片的承温能力。针对气膜冷却技术，对比国内外已有气膜孔形，详细介绍了热主流与二次流交互作用机理，分析了冷气展向分布如何影响气膜质量，总结了气膜冷却技术对航空发动机性能的影响。从交互流场、气膜孔形、孔附属结构（突片、斜坡）和气膜孔排布方式 4 个方面展开详细探讨。得到提升气膜冷却效率的 4 个主要思路：（1）降低肾形涡强度；（2）产生反肾涡；（3）使用槽腔结构；（4）改变出口压力分布。通过对孔形及附属结构的论述分析，为未来气膜孔的优化设计提供指导思路。
2021 Vol. 64 (18): 46-52/61 [摘要] ( 217 ) HTMLNew PDF (2085 KB)  ( 818 )
53 涡轮叶片气膜孔的纳秒 -飞秒双波段激光加工
蒋其麟，曹凯强，陈龙，冯朝鹏，贾天卿，孙真荣
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.18.053
针对航空发动机中涡轮叶片气膜孔的复杂加工要求，提出并建立了一套基于纳秒 – 飞秒双波段激光加工的方法与系统。使用三维扫描仪对涡轮叶片气膜孔进行空间坐标获取，对气膜孔的实际加工坐标进行了误差校正，实现了气膜孔的高精度定位。综合利用 532nm 纳秒激光高效率与 400nm 飞秒激光高精度的特点，在不锈钢涡轮叶片上实现了 81 个气膜孔的高精度、高质量加工。孔径一致性达到 ±10μm，定位精度小于 50μm。工业计算机层析成像检测以及高倍显微镜检测的结果表明，气膜孔孔形良好，内壁无交叉、孔壁光滑、无明显重熔层与微裂纹。
2021 Vol. 64 (18): 53-61 [摘要] ( 163 ) HTMLNew PDF (9999 KB)  ( 107 )
62 磁针磁力研磨工艺对发动机涡轮叶片表面质量的试验研究
朱慧宁，马小刚，程海东，陈燕，韩冰
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.18.062
航空燃气涡轮发动机中涡轮叶片表面质量的好坏直接影响发动机的整体性能，针对目前国内外对涡轮叶片进行表面处理过程中存在的几何精度偏低、质量不稳定等现状，引入磁针磁力研磨工艺，并以不同磁针型号、磁极转速及研磨时间为变化因素，以叶片气膜孔周边毛刺高度、叶片表面粗糙度及残余应力大小为指标通过试验来进行变化因素与指标参数间的规律分析。结果表明，涡轮叶片表面残余应力由原始拉应力转变为压应力，压应力值随磁针长度和磁极转速的增加而增加。涡轮叶片表面粗糙度及气膜孔周边毛刺高度经磁针磁力研磨后均得到明显改善。研究结果可为磁针磁力研磨工艺对涡轮叶片表面质量的改善提供参考依据。
2021 Vol. 64 (18): 62-68 [摘要] ( 124 ) HTMLNew PDF (5939 KB)  ( 372 )
       走进科研
70 力学支撑先进复材设计与制造助力航空航天轻量化结构发展 ——走进同济大学航空航天与力学学院先进复合材料结构设计与制造团队
同济大学航空航天与力学学院先进复合材料结构设计与制造团队始建于 2009 年，面向航空航天、轨道交通、土木建筑等国家战略领域的重大需求，顺应高性能化复合材料结构先进制造技术的国际前沿发展趋势，致力于解决重大工程中先进复合材料与结构设计及制造过程中涉及的材料科学、力学、结构健康监测、自动化控制以及人工智能等多学科交叉的基础科学问题，同时依托飞行器制造工程专业为航空航天领域培养了大批高水平科研人才。
2021 Vol. 64 (18): 70-71 [摘要] ( 113 ) HTMLNew PDF (818 KB)  ( 112 )
       专题
72 基于残高控制的深槽插铣工艺参数多目标优化
徐卫宏，宋伟伟，陈伦旺，黄涛，张小明
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.18.072
针对镍基高温合金的深槽插铣加工过程开展研究，以材料去除率和残余高度为优化目标，提出了一种切削力约束和稳定性约束下的工艺参数优化模型。针对加权法建立目标函数时各目标权重难以量化调节的问题，采用比值加权法建立目标函数，保证了优化方向的平衡性。选用优化实例，采用遗传算法对优化模型进行求解，对比优化结果和经验结果的性能指标。结果表明，在满足约束条件的情况下，优化后的工艺参数不仅可以显著提高材料去除率，还可以控制残余高度，从而实现高效、高质量加工。
2021 Vol. 64 (18): 72-78/87 [摘要] ( 148 ) HTMLNew PDF (5287 KB)  ( 491 )
79 基于重构曲面的整体叶盘叶根过渡区域精确搭接加工轨迹生成方法
朱燏，李世军，王文理
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.18.079
提出一种基于曲面重构技术的叶根过渡区域加工轨迹的生成方法，生成的加工轨迹由已加工区域边界向叶根圆角边界渐变过渡，该加工轨迹与相邻区域的加工轨迹之间可实现精确搭接。该方法首先对已使用的加工轨迹进行分析，得到一组用于代表已加工区域的点集，并通过边界重构方法生成一条 NURBS 曲线作为该点集的边界。然后在已加工区域边界与叶根圆角边界之间插入多条过渡曲线，并重构叶根过渡区域，该区域即用于生成相应的加工轨迹。通过所提出的算法在某整体叶盘的叶根过渡区域实际加工中进行了应用，加工后的叶根区域与已加工区域之间可实现曲面的光滑搭接。
2021 Vol. 64 (18): 79-87 [摘要] ( 103 ) HTMLNew PDF (15891 KB)  ( 100 )
88 Ni–Al–Ru三元系1273K和 1473K 等温截面的试验和优化计算研究
毛芯茹，吴雪婷，鲁晓刚
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.18.088
计算热力学（CALPHAD）方法基于试验以及第一性原理计算等数据，优化模型参数，建立计算热力学数据库。这是建立多元多相材料成分 – 工艺 – 组织结构 – 性能之间定量关系的关键基础。通过对 Ni–Al–Ru 三元体系的试验和 CALPHAD 研究，阐明材料基因组（MGI）方法计算 – 试验 – 数据库三位一体的研究理念，这也一直是 CALPHAD 方法的主要特征。采用平衡合金法和扩散偶法制备 Ni–Al–Ru 三元合金样品，利用能谱分析（EDS）和电子探针显微分析（EPMA）对 Ni–Al–Ru 三元系 1273K 和 1473K 的等温截面进行测定。评估前人的优化工作和文献报道的相平衡数据，运用 CALPHAD 方法，基于相平衡和第一性原理计算数据，利用 Thermo-Calc 软件构建合理的热力学模型并优化模型参数，建立合理自洽的 Ni–Al–Ru 三元体系的热力学数据库，进而与其他高温合金体系相结合，建立完备的高温合金热力学数据库。
2021 Vol. 64 (18): 88-97 [摘要] ( 129 ) HTMLNew PDF (4798 KB)  ( 651 )
98 基于材料基因工程的超高温热障涂层研究
梁迎雪，余威，周云轩，干梦迪，魏燕，张健康，陈永泰，叶波，种晓宇，冯晶
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.18.098
材料基因工程作为材料领域的变革性前沿技术，极大地缩短了材料从设计到应用的进程、提高研发效率、降低研发成本，成为一种全新的材料研发模式。主要介绍了运用材料基因工程技术对超高温热障涂层体系进行的前期研究，包括超高温稀土钽酸盐陶瓷隔热层和 Pt–Ir 基高温合金黏结层的研发，同时对材料基因工程技术在超高温热障涂层研发中的应用进行了展望。
2021 Vol. 64 (18): 98-112 [摘要] ( 169 ) HTMLNew PDF (41748 KB)  ( 279 )
  编辑部公告
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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邮编：100024
电话：010-85700465
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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