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《航空制造技术》论文模板
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2022年 第65卷 15期
刊出日期：2022-08-01
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本期目录
本期封面
本期电子刊
 
       本期封面
1 本期封面
2022 Vol. 65 (15): 1-1 [摘要] ( 23 ) HTMLNew PDF (6294 KB)  ( 21 )
       本期电子刊
1 本期电子刊
2022 Vol. 65 (15): 1-116 [摘要] ( 40 ) HTMLNew PDF (18076 KB)  ( 42 )
       本期目录
6 本期目录
2022 Vol. 65 (15): 6-10 [摘要] ( 43 ) HTMLNew PDF (426 KB)  ( 17 )
       专稿
14 大量弹丸随机分布的薄壁件喷丸强化形变仿真
周文龙，王淼，孙一帆，李志强，陈国清，付雪松
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.15.014
利用有限元与离散元（FEM–DEM）耦合方法对薄壁件喷丸强化过程中的形变特征进行了仿真，建立以Almen 试片为对象的大量弹丸随机分布喷丸强化模型，并采用喷丸试验进行验证。模型中平直薄壁试片经随机弹丸喷丸强化后呈弧状向上翘曲，形变特征与实际Almen试片喷丸形变一致，当喷丸气压由0.07 MPa增加至0.11 MPa时，模拟弧高由 0.340 mm 增加到 0.521 mm，弧高值模拟准确率可达 95% ；随机喷丸强化在 Almen 试片表面引入的残余应力场沿深度方向呈“S” 形倒钩状分布，随着喷丸气压的增大，模拟得到的表面残余压应力由 –400 MPa 左右增大到 –700 MPa 左右，与试验测试结果最大误差为 11.31% ；Almen 试片表面粗糙度 Ra 随喷丸气压增加而增加，模拟粗糙度值由 0.476 μm 增加到 0.630 μm，模拟最大误差为 6.78%。经过对比验证，构建的模型仿真结果与喷丸试验吻合度较高。FEM–DEM 耦合随机喷丸模型能够较好地模拟薄壁件形变、残余应力场和表面粗糙度的变化规律。
2022 Vol. 65 (15): 14-22 [摘要] ( 122 ) HTMLNew PDF (29408 KB)  ( 54 )
       封面文章
24 大气等离子喷涂 YSZ 热障涂层内应力研究现状
赵远涛，张士陶，姜涛，郭乐扬，张杨杨，李文戈，刘彦伯，张静
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.15.024
使用大气等离子喷涂（APS）技术制备氧化钇稳定氧化锆（YSZ）热障涂层（TBCs）已经得到广泛研究。内应力是影响 TBCs 系统性能和使用寿命的主要因素。过量的内应力会引起微裂纹的产生、扩展，导致 YSZ TBCs 过早失效。早期内应力主要由喷涂工艺、基体和粉末条件的不良选择引起，并引起早期裂纹的萌生与扩展。ZrO2 高温相变、热生长氧化物（TGO）生长和陶瓷与金属材料之间的热膨胀系数（CTE）失配是 TBCs 在热服役中内应力的主要来源。在内应力作用下，裂纹在表面陶瓷工作层（TC）/TGO 或黏结层（BC）/TGO 界面处萌生，扩张并导致涂层脱落失效。目前降低系统内应力以达到延长 TBCs 热服役寿命的主要思路有干预尖晶石 TGO 生成，制备复合涂层或使用稀土粒子稳定 ZrO2 物相结构。
2022 Vol. 65 (15): 24-32 [摘要] ( 109 ) HTMLNew PDF (9702 KB)  ( 55 )
       论坛
36 稀土对激光熔覆 Mo2FeB2 金属陶瓷组织和硬度的影响
孙俊生，徐虎，关常勇，王德柱，石彬
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.15.036
真空烧结工艺制备 Mo2FeB2 金属陶瓷存在设备投资大、生产效率低、成本高和工程应用适应性差的弊端。对激光熔覆制备 Mo2FeB2 金属陶瓷进行研究，采用扫描电镜（SEM）、硬度计等手段，探讨稀土（Rare earth，RE）含量对熔覆金属组织和硬度的影响。结果表明，相比不加稀土，添加质量分数 2% RE 的熔覆层硬质相明显细化，随着稀土添加量的进一步增加，硬质相开始团聚并相互连接。添加稀土使更多的Cr元素置换了 Mo2FeB2 的Fe元素，添加2%RE 时置换较多，添加 8% RE 时最多，而添加 4% RE 时置换较少。添加 0、2%、4% 和 8% RE 的熔覆层硬质相面积分数分别为 30.84%、53.74%、71.25% 和 54.92%，平均显微硬度分别为 627HV、923HV、1008HV 和 742HV。添加稀土的硬质相面积分数和熔覆层硬度明显提高。
2022 Vol. 65 (15): 36-40 [摘要] ( 60 ) HTMLNew PDF (15513 KB)  ( 54 )
41 金属表面强化后梯度显微结构对力学性能的影响
秦志，李斌，张涵，薛红前
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.15.041
表面强化后具有梯度显微结构的材料由于其出色的力学性能受到广泛关注。从梯度显微结构的制备、对力学性能（强度 – 塑性、加工硬化、摩擦磨损和疲劳性能）的影响两个方面展开综述。首先，按照工艺制备原理的不同总结了金属梯度显微结构形成机理和制备方法。其次，归纳了梯度显微结构金属力学性能（强塑性、加工硬化、摩擦磨损）研究最新进展及对增强机理进行分析，同时对出现的反常试验现象进行了解释。从表面强化后形成的梯度显微结构与残余应力等方面综合分析金属材料低周、高周疲劳性能提高的原因。最后，指出目前梯度显微结构金属面临的一些问题及未来的研究方向。
2022 Vol. 65 (15): 41-50 [摘要] ( 70 ) HTMLNew PDF (16799 KB)  ( 20 )
51 油包水型工作液对超声电脉冲复合强化镍基高温合金表面的影响研究
金辉，纪仁杰，王保坤，刘永红
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.15.051
研发出适合超声电脉冲复合处理的新型油包水型工作液，探究了含水量对工作液黏度和电导率的影响，发现当含水量（质量分数）在 40% 及以下时，油包水型工作液能够保持较低的电导率，具有优秀的介电性能以及较好的流动性能。使用 20% 和 40% 含水量的油包水型工作液对 Inconel 718 合金进行处理，对处理后的表面及截面形貌、耐磨损性能、耐腐蚀性能进行检测和分析。研究结果表明，使用含水量为 40% 油包水型工作液处理后试样的表面最光滑，同时具有最优的耐磨性以及耐腐蚀性。相对于基体，摩擦系数降低 0.267，磨损量降低43.2%，腐蚀电流密度降低 86.9%，阻抗提升 45.4%。油包水型工作液能够有效地填充碳刷与试样之间的间隙，避免放电现象的产生。同时提供极佳的润滑效果，减小超声振动头与处理试样表面间的摩擦，最终获得更好的表面质量。
2022 Vol. 65 (15): 51-58/63 [摘要] ( 47 ) HTMLNew PDF (18127 KB)  ( 18 )
59 离子渗复合处理与单一离子渗氮动力学对比研究
孙斐，卢阳阳，胡静
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.15.059
为发挥离子渗氮和离子氮碳共渗两种技术各自的优势并克服其不足，研发了离子氮碳共渗与离子渗氮复合处理（以下简称离子渗复合处理），并与单一离子渗氮进行了对比。采用金相显微镜、X 射线衍射仪和显微硬度计对离子渗层厚度、物相、截面硬度进行了测试，并对化合层形成动力学进行了对比分析。结果表明，45 钢经离子渗复合处理后化合层明显厚于单一离子渗氮，化合物层形成效率显著提高，且表层硬度提高。经离子渗复合处理后化合层新增了 Fe3C 相，且主要物相发生了由 γ′ 相向 ε 相的转变。动力学分析表明，离子渗复合处理化合层形成扩散激活能比单一离子渗氮明显降低，从 179.7 kJ·mol–1 降低到 87.1 kJ·mol–1 ，同时得出了 45 钢在 783~843 K 温度范围内离子渗氮与离子渗复合处理化合层厚度与温度之间的关系式分别为 dplasma nitriding=exp（15.8–10810/T）与 dcomplex treatment=exp（9.7–5237/T）。
2022 Vol. 65 (15): 59-63 [摘要] ( 53 ) HTMLNew PDF (13319 KB)  ( 13 )
64 表面织构化 – 等离子表面渗铬复合处理对 TA2 纯钛耐磨性的影响
林乃明，雷欣，王焕焕，袁烁，王强，雷晨庆，闫江山，王玮华，马冠水，曾群锋
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.15.064
为改善 TA2 纯钛耐磨损性能，采用激光表面织构化 – 双辉等离子表面合金化复合处理技术在 TA2 表面制备铬改性层，并探究复合处理试样在室温和 600 ℃温度下的摩擦学行为。结果表明，等离子合金化技术可在均匀的圆形织构单元表面上制备连续、致密的铬层，铬层厚度为 55 μm，主要由固溶体和 CrTi、Cr2Ti 化合物相构成。渗铬处理显著提高了 TA2 的表面硬度；在室温和 600 ℃条件下，表面织构化 – 等离子表面渗铬复合处理显著提高了 TA2 的耐磨性。就磨损失重而言，在室温和高温条件下，复合处理试样相对于 TA2 基体分别降低了 77.2% 和 75%。
2022 Vol. 65 (15): 64-74/81 [摘要] ( 47 ) HTMLNew PDF (22124 KB)  ( 20 )
75 湿吹砂电弧离子镀 AlSiY 涂层的抗高温腐蚀性能
李汉运，王博，彭新，杨霖，袁福河
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.15.075
为解决和减轻航空发动机及燃气轮机高压涡轮叶片合金表面的高温腐蚀问题，采用空心阴极电弧离子镀技术在 DZ22 定向凝固镍基高温合金表面沉积 AlSiY 涂层。结果表明，沉积的 AlSiY 涂层经过高温真空扩散热处理后由表面层、中间层和薄的内扩散层组成，为 β–NiAl 单相金属间化合物合金，具有高活度扩散渗铝涂层的组织特征。热腐蚀热重分析以及对涂层截面形貌观察结果说明湿吹砂处理显著改善了涂层抗涂盐及燃气高温腐蚀性能。未湿吹砂处理的 AlSiY 扩散涂层表面的涂盐和燃气热腐蚀产物皆为 Al2O3 和 NiAl2O4 ，氧化膜较厚且涂层内有孔洞形成，涂层几乎全部退化成了 γ′–Ni3Al 相。经过湿吹砂处理的 AlSiY 扩散涂层的涂盐和燃气热腐蚀产物都以 Al2O3 为主，生成的氧化铝膜薄而致密，显著改善涂层的抗高温热腐蚀性能，从而延长涂层的使用寿命。
2022 Vol. 65 (15): 75-81 [摘要] ( 58 ) HTMLNew PDF (13161 KB)  ( 17 )
       研究论文
82 飞机大型铝合金整体壁板高速铣削加工工艺
王文理，邵坤，罗锐，闫伟，常昌
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.15.082
飞机大型铝合金整体壁板具有薄壁、刚性弱及不易定位装夹的特点，其壁厚及重量公差的保证十分困难，是一类典型的难加工飞机结构件。探讨了某型号大型铝合金整体壁板的高速铣削工艺技术，分析了铝合金整体壁板的结构特点，设计了针对大型铝合金整体壁板结构特点的加工工艺路线及编程策略，粗加工阶段设置工艺支撑台，精加工阶段采用真空夹具，调整壁厚控制目标，采用测调一体化自适应加工方式进行两次精加工，能有效保证壁厚及重量公差。
2022 Vol. 65 (15): 82-86/110 [摘要] ( 107 ) HTMLNew PDF (20324 KB)  ( 218 )
87 钛合金椭圆超声振动辅助切削表面质量仿真研究
陈德雄，井绪芹
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.15.087
椭圆超声振动辅助切削（EVAM）技术是提高难加工材料加工质量一种有效的加工方法。建立超声振动有限元模型研究超声振动参数（频率和振幅）对 Ti6Al4V 加工残余应力和表面形貌的影响规律。有限元分析结果表明，超声振动切削可以增大工件的最大残余压应力分布深度，但会恶化工件表面形貌完整性。Y 方向振动对工件表面的脉冲冲击载荷有利于增大工件的残余压应力场。工件表面形貌完整性随着振动频率和 X 方向振幅增大逐渐改善，随 Y 方向振幅增大逐渐恶化。提高振动频率和振幅均有利于工件表面残余压应力的形成，从而有利于提高工件的加工质量。
2022 Vol. 65 (15): 87-94 [摘要] ( 70 ) HTMLNew PDF (2047 KB)  ( 170 )
95 低间隙 Ti–6Al–4V 抗剪螺栓预紧过程及连接结构力学性能的有限元仿真
殷银银，高学敏，冯德荣，董晨曦，刘前峰，吴晓重
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.15.095
螺栓连接广泛应用于机械工业，针对低间隙 Ti–6Al–4V ELI 六角头螺栓的预紧过程以及预紧力对连接结构中服役性能的影响规律，基于 ABAQUS 有限元仿真软件，建立了考虑螺纹细节的单搭接螺栓连接结构的三维有限元仿真模型。建立 Ti–Ti、Ti–Al 螺栓连接模型，模拟了螺栓连接结构预紧和拉伸两个分析过程。通过拉伸试验和有限元仿真对比，验证了 Ti–6Al–4V ELI 材料参数。通过有限元仿真得到了螺栓预紧力加载曲线、螺栓连接结构承载力变化曲线以及在预紧和拉伸过程中螺栓连接结构的应力分布状态，研究了螺栓预紧力对螺栓连接结构力学性能的影响。
2022 Vol. 65 (15): 95-102 [摘要] ( 57 ) HTMLNew PDF (52570 KB)  ( 44 )
103 Ti6242 钛合金电子束焊接接头组织和力学性能
隋楠，周毅，张明达，曹京霞，黄旭
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.15.103
采用3种电子束焊接工艺获得 Ti6242 钛合金焊接接头，通过焊接接头组织分析、拉伸和冲击性能测试、断口分析等手段研究了 Ti6242 钛合金电子束焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明，Ti6242 钛合金电子束焊接接头由母材区、热影响区及焊缝熔化区组成，其中热影响区又可分为等轴晶区、不完全 β 化区、近完全 β 化区，熔化区组织为 β 柱状晶和心部少量等轴 β 晶粒，在熔化区和热影响区各区域均分布有针状马氏体 α′ 相。合理控制焊接热输入可使 Ti6242 钛合金获得性能良好的焊接接头，其强度高于母材，塑性略低于母材，室温冲击性能低于母材。拉伸断口呈现韧窝形貌，其断裂机制为微孔聚集型塑性断裂；冲击断口表现为韧窝和准解理混合断裂特征，在柱状断裂面之间存在较多小韧窝和撕裂棱，其断裂机制为韧窝处的微孔聚集型断裂和准解理面上的滑移带断裂混合。
2022 Vol. 65 (15): 103-110 [摘要] ( 77 ) HTMLNew PDF (98451 KB)  ( 36 )
  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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国际标准刊号：ISSN1671-833X
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