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2021年 第64卷 21期
刊出日期:2021-11-01

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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
2021 Vol. 64 (21): 1-1 [摘要] ( 26 ) HTMLNew PDF (978 KB)  ( 37 )
       本期电子刊
1 本期电子刊
2021 Vol. 64 (21): 1-107 [摘要] ( 31 ) HTMLNew PDF (156037 KB)  ( 181 )
       本期目录
6 本期目录
2021 Vol. 64 (21): 6-10 [摘要] ( 24 ) HTMLNew PDF (812 KB)  ( 11 )
       专稿
14 超快激光加工涡轮叶片气膜冷却孔技术研究
张晓兵,纪亮,蔡敏,毛忠,李元成,张伟
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.21.014
应用超快激光制孔技术以获得更高质量的涡轮叶片气膜冷却孔已在国内外得到广泛研究。介绍了国外超快激光加工较大深径比小孔的技术动态,并描述了基于 2.1ps 脉冲宽度、400μJ 脉冲能量的超快激光加工小孔的孔壁质量,小孔深度与加工的效率相关性,毫秒、纳秒、皮秒激光加工小孔对单晶高温合金试样疲劳性能的对比结果;针对发动机带热障涂层的叶片、双层壁结构叶片加工气膜冷却孔以及异型气膜冷却孔等,进一步描述了相应的工艺研究结果;最后针对超快激光加工叶片气膜冷却孔技术工程化应用提出了下一步应重点开展的研究工作。
2021 Vol. 64 (21): 14-22 [摘要] ( 149 ) HTMLNew PDF (19527 KB)  ( 69 )
       封面文章
24 复合材料结构修理高分辨率超声断面成像检测与缺陷评估
刘菲菲,周正干,刘松平,杨玉森,张连旺
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.21.024
针对碳纤维树脂基复合材料结构修理,研究了一种高分辨率超声(High-resolution ultrasonic,HU)方法,构建了 HU 检测系统,设计制备了复合材料结构修理试件,研究了修理区 HU 信号时域行为,开展了系列复合材料结构修理 HU 断面可视化成像试验研究,试验结果表明,利用 HU 方法,回波信号的质量、时域可分辨性均明显优于常规超声方法;对于 4.5mm 厚碳纤维复合材料结构修理试件,基于 HU 信号估测的特征尺寸评估结果与设计值接近 0 偏差;利用 HU 断面成像及其图像灰度分布规律,可以非常直观地揭示未修理区、修理区形貌、修理连接界面、修理区缺陷、修理区局部树脂、内部微结构等修理行为细节,可以非常直观和清晰地检出复合材料结构修理区近表面一层和近底面一层及其中间深度位置的 φ 6mm 缺陷和局部树脂;成像分辨率可达单个复合材料铺层厚度(约 0.125mm)。从而为复合材料结构修理提供了一种具有很好的实际检测应用效果的可视化检测与评估方法。
2021 Vol. 64 (21): 24-31 [摘要] ( 74 ) HTMLNew PDF (5648 KB)  ( 146 )
       论坛
34 先进树脂基复合材料层合结构纤维屈曲超声检测技术研究进展
徐桂荣,马腾飞,李洋,肖鹏,周正干
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.21.034
针对纤维屈曲缺陷在材料内部引起的声阻抗变化较小,利用超声回波信号表征纤维屈曲缺陷的难度较大的问题,从检测原理、超声换能器参数选择和超声回波数据后处理方法 3 个方面出发,介绍了纤维屈曲缺陷超声无损检测及评价技术的研究进展,分析了当前研究工作存在的不足及未来发展趋势。在检测原理方面,介绍了碳纤维增强树脂基复合材料层合结构特征,面外 / 面内纤维屈曲缺陷引起局部结构变化所产生的不同超声响应,以及利用不同的超声响应特征检测纤维屈曲缺陷的方案;在超声换能器参数选择方面,介绍了利用半波共振最大化层间反射回波能量的选取准则;在超声回波数据后处理方面,介绍了利用瞬时相位法、平均散射系数矩阵等检测面外纤维屈曲缺陷的方法,利用角谱分布、局部图像算子等检测面内纤维屈曲的方法,以及利用图像结构张量测量碳纤维三维空间走向的方法;最后,从声学机理、检测能力、可检缺陷类型、被检结构件种类等方面分析了当前研究工作存在的不足及未来发展趋势
2021 Vol. 64 (21): 34-42 [摘要] ( 44 ) HTMLNew PDF (18789 KB)  ( 40 )
43 电阻点焊缺陷超声信号多特征优化试验研究
黄宏,吴玮,李坤航,杨宏睿,殷相杰,蒋启明,邓展鹰
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.21.043
针对铝合金点焊接头常见的气孔、未熔合、无缺陷等超声回波信号,首先采用经验模态分析进行降噪与重构,利用统计学方法分别提取时域、频域中多尺度特征值,分析不同缺陷的特征值变化规律。其次采用主成分分析法与线性判别分析法对特征值进行优化,获得缺陷回波信号的主元特征。最后以主元特征做 BP 神经网络的输入,对缺陷信号进行识别。试验结果表明,两种降维方法构造后的特征量与未经过降维的特征量相比具有更好的分类结果,其中 PCA 作用更优,有效提高了 BP 神经网络的缺陷识别准确率。
2021 Vol. 64 (21): 43-50 [摘要] ( 35 ) HTMLNew PDF (1326 KB)  ( 86 )
51 复合材料基体裂纹光纤光栅非线性超声 Lamb 波检测试验研究
王容,吴奇,熊 克,张含琦
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.21.051
针对复合材料基体裂纹引起的超声非线性问题,研究了一种具有比例 – 积分 – 微分反馈控制的高灵敏度、大带宽相移光纤光栅超声检测系统。利用相移光栅系统检测在复合材料中传播的超声 Lamb 波信号,对 Lamb 波进行数据处理,分离出了频率为 2.0MHz 的二次谐波成分。结果表明,随着裂纹个数的增加,相对非线性参数线性增长,且相比压电传感器检测结果,相移光栅检测的相对非线性参数具有更高的增长速率。提出的相移光纤光栅传感系统可应用于复合材料的基体裂纹损伤评估,且具有很高的可靠性。
2021 Vol. 64 (21): 51-56 [摘要] ( 32 ) HTMLNew PDF (4675 KB)  ( 97 )
57 线聚焦探头的声反射特性和检测应用的研究
段建刚,熊瑛
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.21.057
选取焦距分别为 25mm、35mm、45mm 和 50mm 的线聚焦探头,用 φ 1.5mm 钢棒作为反射体,通过改变探头与钢棒的位置关系,对线聚焦探头水中声场的声反射特性进行测量,得出不同焦距线聚焦探头的可检测棒材直径范围;选取焦距为 45mm 的线聚焦探头,对 φ 47GH4169 高温合金棒材样件在不同水距下进行试验,得出用于确定棒材检测灵敏度的平底孔位置;选取 φ 18TC4 棒材样件和焦距分别为 25mm、35mm、45mm 和 50mm 的线聚焦探头,进行表征声波往复透射率和声束指向性的试验,得出用于确定棒材检测灵敏度平底孔的最高反射波幅对应水距的选择方法;选取焦距分别为 25mm、35mm、45mm 和 50mm 的线聚焦探头,对不同直径的 TC4 钛合金棒材样件进行检测试验,验证不同焦距线聚焦探头的可检测棒材直径范围,解决了线聚焦探头的声反射特性测量、表征及在棒材检测中的应用问题。
2021 Vol. 64 (21): 57-67 [摘要] ( 32 ) HTMLNew PDF (16696 KB)  ( 17 )
       走进科研
68 面向“双碳”产业需求聚焦轻量化材料与制造研究—— 走进江西省轻质高强结构材料重点实验室
江西省轻质高强结构材料重点实验室(以下简称实验室)组建于 2017 年,依托南昌大学国家一流学科材料科学与工程大平台,面向航空、航天、汽车等领域材料轻量化国家战略发展需求,以轻质高强结构材料的开发和制造为主要研究领域开展基础研究和应用研究,注重科技成果转化,坚持多学科交叉合作发展和产学研用相结合,解决关键卡脖子难题。实验室强调创新和产业化在科研过程中的重要性,在发展过程中逐渐形成了求实、求新的科研风气,为推动中国轻量化事业的进步做出了贡献。
2021 Vol. 64 (21): 68-69 [摘要] ( 29 ) HTMLNew PDF (892 KB)  ( 12 )
       研究论文
70 基于视觉辨色的 AGV 路径识别算法研究
官祥锦,张为民,陈娟
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.21.070
针对 AGV 的单一路径和多路径交叉的路径识别问题,提出了一种基于不同颜色色带的 AGV 路径识别方法。在工业现场使用红黄两种不同颜色的色带铺设路径,将摄像头采集的 RGB 格式图像分别转换为灰度图像和HSV 格式图像,然后将灰度图像和 S 通道的图像进行混合,通过阈值化处理后得到二值化的路径图像。根据在单一路径和多路径交叉时,红黄色路径图像特征的差异以及不同的导航命令,实现了不同路径类型的识别,并且通过计算路径中心线的方向偏移量和角度偏移量实现了 AGV 的运动控制。试验表明,这种方法的实现算法简单,鲁棒性好,处理一帧图像的平均时间较短。该方法通过结合路径的颜色识别结果,为单一路径和多路径交叉时的路径识别问题提出了一种解决方案,最后通过试验验证了所提方法的有效性。
2021 Vol. 64 (21): 70-76 [摘要] ( 38 ) HTMLNew PDF (2999 KB)  ( 145 )
77 一种优化相关性模型的机器人精度补偿方法
程思渺,田威,李波,廖文和
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.21.077
工业机器人由于绝对定位精度低,难以直接应用于航空航天高精制造领域。为提高工业机器人的绝对定位精度,提出了一种优化相关性模型的机器人精度补偿方法。基于误差相似度原理构建了机器人定位误差与关节转角之间的数学关系,仿真证明分析了不同相关性模型对精度补偿效果的影响规律,最后通过试验选出最优模型。试验结果表明,优化相关性模型后工业机器人的绝对定位误差由补偿前的 1.8057mm 降至 0.2902mm。研究结果为推动工业机器人在航空航天高精制造中的应用提供了一种技术手段。
2021 Vol. 64 (21): 77-83 [摘要] ( 30 ) HTMLNew PDF (6528 KB)  ( 89 )
84 自动制孔技术在某飞机装配中的应用研究
李海伟,潘新,张辉,杜杰,李德毅
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.21.084
与传统手工制孔工艺相比,自动制孔技术在飞机装配中的广泛应用已成必然趋势。为提高制孔工作效率和质量,在某型号飞机部件装配中应用了自动制孔设备。针对自动制孔设备应用过程中遇到的工艺性问题,开展了工艺试验和分析研究,确定了压紧力、转速、进给量等加工参数,解决了零件定位刚性不足问题,优化了数据处理流程,介绍了优化后的自动制孔工艺流程。
2021 Vol. 64 (21): 84-89/95 [摘要] ( 57 ) HTMLNew PDF (8697 KB)  ( 63 )
90 基于 TRIZ 的飞机大型结构件加工适应性装夹设计
刘适,马飞,褚福舜
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.21.090
大型航空结构件具有结构复杂、壁厚小、材料去除率大的特点,很容易产生加工变形,对产品质量影响较大。由于技术封锁 , 性能较好的进口毛坯料较难获得且成本高昂。国产毛坯由于残余应力分布不均匀导致零件加工变形不可控,使问题更加突出。在分析加工变形机理及现行工艺方案的基础上,应用 TRIZ 创新理论的分析工具,找出技术冲突。借助矛盾矩阵和创新原理为解决问题提供了思路,提出了“飞机大型结构件适应性装夹”的解决方案。该方案在实际应用中有效避免了零件变形问题并提高了装夹效率,降低了生产成本,取得了显著成效。
2021 Vol. 64 (21): 90-95 [摘要] ( 31 ) HTMLNew PDF (15571 KB)  ( 42 )
96 100kV 焊接用电子枪的设计和优化
司青润,董全林,桑兴华
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.21.096
采用 LaB6 间热式阴极,运用综合迭代法,设计了一款焊接用的大功率电子枪。在理论设计的基础上通过Munro 软件中的 Source 模块对初始结构参数进行了优化调整,最终达到了功率 36kW、加速电压 100kV、发射束流360mA、束腰直径300μm的设计指标。采用单一变量法进行了大量仿真试验,总结出了电子枪的栅极位置、栅极孔径、栅极电压、阳极位置、阳极孔径与电子束束流大小和束腰直径之间的关系,这对于三极式电子枪的结构参数调整优化具有一定的指导意义。
2021 Vol. 64 (21): 96-100 [摘要] ( 36 ) HTMLNew PDF (1143 KB)  ( 73 )
  编辑部公告
22 《航空制造技术》入选WJCI 科技期刊世界影响力指数报告(2022)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 《航空制造技术》入编《中文核心期刊要目总览》2020版
22 “编读往来”栏目邀您建言献策
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邮编:100024
电话:010-85700465-291
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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