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2016年第59卷 23/24期刊出日期：2016-12-15

封面文章专稿人物论坛新视点研究论文

	6	本期目录


		2016 Vol. 59 (23/24): 6-10 [摘要] ( 130 ) HTML^New PDF (3090 KB) ( 538 )

封面文章

	16	三维自由弯曲成形技术及在航空制造业中的潜在应用
		郭训忠，马燕楠，徐勇，周曙君，张士宏，陶杰
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.016
		三维自由弯曲成形技术作为金属塑性成形领域近年来一项重要的技术创新，能够实现管材、型材、线材在各种弯曲半径条件下的精确成形，对传统弯曲成形技术带来了巨大的挑战。从三维自由弯曲成形技术的基本原理入手，对三轴、五轴以及基于并联机构的六轴自由弯曲系统的技术优势、关键工艺参数与成形缺陷、相关技术及装备研究进展情况等进行了系统介绍，并对其在航空复杂弯曲构件制造领域的应用前景进行了分析和展望。
		2016 Vol. 59 (23/24): 16-24 [摘要] ( 234 ) HTML^New PDF (4019 KB) ( 902 )

人物

	26	知行合一，十年一剑——访金属材料定向凝固专家，南京理工大学教授陈光
		本刊记者李丹
		陈光 CHEN Guang 中国发明协会发明创业奖·人物奖 The Winner of the Creative FounderAward, CAI南京理工大学教授Professor, Nanjing University ofScience and Technology教授、博导，南京理工大学材料评价与设计教育部工程研究中心主任、金属纳米材料与技术联合实验室主任，江苏省优秀科技工作者、有突出贡献中青年专家、中青年科技领军人才、第六届“十大优秀专利发明人”。从事受控凝固与新材料、新型金属与先进复合材料、金属纳米与非晶合金（金属玻璃）、钢铁材料与冶金工程等方面的研究。荣获国家技术发明二等奖和教育部技术发明一等奖各1 项、江苏省科技一等奖2 项、中国产学研合作创新成果奖1 项、中国专利优秀奖1 项、省部级科技进步二等奖4 项、三等奖1 项、先进金属与金属间化合物材料国际研讨会杰出贡献奖。申请发明专利77项、已授权52 项，发表学术论文200 余篇，出版《非平衡凝固新型金属材料》、《金属玻璃及其复合材料》、《新材料概论》等。
		2016 Vol. 59 (23/24): 26-28 [摘要] ( 168 ) HTML^New PDF (1066 KB) ( 328 )

专稿

	30	基于三阶龙格库塔法的铣削稳定性半解析法预测*
		李忠群，彭岳荣，夏磊，朱帆
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.030
		针对使用再生颤振理论建立的铣削动力学模型，提出了一种基于三阶龙格库塔法用于预测铣削稳定性的半解析方法。首先，以状态空间方程的形式表示动力学微分方程；其次，利用三阶龙格库塔法推导出传递矩阵；最后利用 Floquet 理论判断特定切削状态下的稳定性，进而获得铣削稳定性叶瓣图。通过与半离散法的仿真结果进行对比发现，基于三阶龙格库塔法的铣削稳定性求解方法具有更高的预测精度和计算效率。
		2016 Vol. 59 (23/24): 30-33 [摘要] ( 128 ) HTML^New PDF (1281 KB) ( 457 )

论坛

	36	冷坩埚定向凝固TiAl基合金高温持久性能研究*
		丁宏升，李金韬，王强，耿洪滨，陈瑞润，郭景杰，傅恒志
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.036
		采用电磁冷坩埚定向凝固技术制备了成分为Ti-47Al-2Cr-2Nb 的合金铸锭，定向凝固后的显微组织为α2+γ 全片层结构。在0.4~1.2mm/min 的抽拉速率范围内，随着抽拉速率的增加，片层间距减小，柱状晶与生长方向的夹角增大。随着温度升高，合金的拉伸强度有所下降，但由于细化片层界面对切变应力变形的阻碍作用，合金的高温拉伸强度会随着抽拉速率的增加而提高。通过对抽拉速率为1.0mm/min 试样的拉伸强度与温度的拟合，得到了拉伸强度和温度之间的函数关系。随着抽拉速率的增加，Ti-47Al-2Cr-2Nb 合金的持久寿命明显升高，对于抽拉速率为1.2mm/min 试样的持久性能测试表明，其持久寿命最长，达到了48h。持久试样的断口形貌表明，其断裂的主要方式是伴随着少量延性断裂的脆性解理断裂。最后根据时间- 温度模型，分别采用Larson-Miller 和Manson-Haferd 参数法建立了定向凝固Ti-47Al-2Cr-2Nb 合金的持久强度预测函数模型，预测的理论值与试验结果吻合度较高。
		2016 Vol. 59 (23/24): 36-41 [摘要] ( 176 ) HTML^New PDF (2882 KB) ( 408 )

	42	纳米纤维素增强仿贝壳结构黏土复合材料性能研究
		赵艳文，李云飞，陈静，叶宏军，蒋蔚，顾轶卓
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.042
		以纳米纤维素为增强体，使用聚乙烯醇、淀粉和酪蛋白为高分子相，通过溶剂挥发法制备仿贝壳黏土复合材料。采用扫描电子显微镜和X 射线衍射分别对复合材料的微观形貌和层间距进行表征，研究了高分子和纳米纤维素对黏土复合材料层间距的影响，分析了高分子种类、纤维素对其力学性能的影响。结果表明高分子增加了黏土复合材料片层间距，但纳米纤维素对层间距影响不明显；纳米纤维素能有效增强高分子/ 黏土复合材料片层间的相互作用，从而提高材料的力学性能；黏土复合材料的力学性能增强程度与添加高分子材料种类和浓度有关。
		2016 Vol. 59 (23/24): 42-47 [摘要] ( 220 ) HTML^New PDF (2485 KB) ( 542 )

	52	GH4169材料磨削后数控抛光表面完整性试验研究*
		高世民，全芳，陈志同
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.052
		针对航空发动机叶片材料GH4169 高温合金，采用CBN 砂轮磨削后进行羊毛毡轮数控抛光。首先，研究了抛光预压量对抛光轮寿命和工件表面粗糙度的影响，找到了抛光轮寿命的评价方法和优化的预压量；然后，研究了抛光深度对磨削后GH4169 表面完整性的影响。结果表明：表面粗糙度Ra 随抛光深度的增加先减小后稳定，表面显微硬度HV 随抛光深度的增加呈显著下降趋势，进给方向表面残余正应力随深度增加先升高后下降，而垂直进给方向表面残余正应力先基本不变后下降。最终试验优选出了深度参数为2μm，预压量0.5~1.0mm。采用羊毛毡轮对GH4169 磨削表面进行抛光，既能达到较小的表面粗糙度值（Ra=0.3μm），又可以有效维持CBN 砂轮磨削形成的两个方向较大的表面残余应力。
		2016 Vol. 59 (23/24): 52-56 [摘要] ( 181 ) HTML^New PDF (1824 KB) ( 330 )

专题Special Topic

	58	人机协作标准及应用动态研究
		邹方
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.058
		通过对人机协作内涵定义以及人机协作安全标准的叙述，提出了人机协作需要攻克的几项关键技术，点评了4 款著名协作型机器人的功能，介绍了国外协作性机器人在飞机装配中的最新研究成果，最后对人与机器人协作将成为装配系统的新常态进行了展望。
		2016 Vol. 59 (23/24): 58-63 [摘要] ( 187 ) HTML^New PDF (2709 KB) ( 1691 )

	64	基于全三维模型的复合材料构件成型工艺设计系统研究*
		孟月梅，冯妙婷，顾信安
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.064
		分析了复合材料构件数字化设计制造技术的发展状况，阐述了基于全三维模型的工艺设计系统的研究现状。针对复材构件成型工艺设计特点，研究了基于全三维模型的复材构件成型工艺设计系统构建技术，阐述了系统的主要功能和实现方法。在CATIA 环境下开发了基于全三维模型的复材构件成型工艺设计系统，并通过多个构件的工艺设计对系统功能进行了验证。
		2016 Vol. 59 (23/24): 64-70 [摘要] ( 141 ) HTML^New PDF (2214 KB) ( 515 )

	71	OpenGL在增材制造数据处理系统中的应用研究
		冯妙婷，孟月梅，司守钰
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.13/24.071
		介绍了增材制造技术，分析了OpenGL 的基本原理，论述了OpenGL 在增材制造数据处理系统的图形显示与操作、几何交互操作功能等方面的实现方法，并在电子束熔丝成形数据处理系统中进行了应用验证。利用OpenGL 图形库，使数据处理系统的准确性、实用性和交互性得到了提高。
		2016 Vol. 59 (23/24): 71-76 [摘要] ( 130 ) HTML^New PDF (1575 KB) ( 460 )

新视点

	78	热压罐/真空辅助组合工艺成型复合材料及其质量评价*
		王召召，潘利剑，庄恒飞，段振锦，刘宇婷，胡秀凤
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.078
		综合分析热压罐工艺和真空辅助成型（VARI）工艺的优缺点，并对两种成型工艺进行优势整合，开发出新型的热压罐/VARI 组合工艺；对该新型工艺成型质量包括纤维体积分数及其厚度等进行评价，并与VARI 成型对比。结果显示，热压罐/VARI 组合工艺制件纤维体积分数可达60% 以上，并且树脂固化前的保压时间越长，纤维体积含量越大，直至纤维体积分数到达一定数值。
		2016 Vol. 59 (23/24): 78-81 [摘要] ( 172 ) HTML^New PDF (1208 KB) ( 493 )

研究论文

	82	基于MBD 的飞机自动化装配孔工艺特征快速添加技术*
		陈亚丽，田　威，廖文和，万世明
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.082
		为了解决飞机自动化装配离线编程系统信息来源问题，在分析特征技术和MBD 技术应用于数字化装配方面特点后，提出一种将MBD 技术与特征技术相结合的装配孔工艺特征快速添加技术。该技术以MBD 模型为基本单位，结合现阶段航空蒙皮类产品建模特点，通过工艺特征将几何信息与工艺信息相结合，建立了面向飞机自动化装配系统的产品工艺特征信息模型。为实现装配孔工艺特征在产品数模上的快速添加，在DELMIA V5 平台上开发了面向CAD 数模的信息添加功能模块，完成了产品工艺特征信息模型的建立，为飞机自动化装配离线编程系统提供了良好的数据源，实现了CAD/CAM/CAPP 系统的集成化和数据共享。
		2016 Vol. 59 (23/24): 82-86 [摘要] ( 180 ) HTML^New PDF (1589 KB) ( 501 )

	87	复合材料Ⅰ型结构热压罐零吸胶工艺树脂压力测试及硬模传压均匀性分析*
		孙凯,刘卫平，黄志军，孙成，陈萍，李志远
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.087
		针对977-2/IMS 预浸料在热压罐零吸胶工艺下采用H 型方式成型的Ⅰ型零件，分别采用标准固化制度及阶梯加压制度进行了树脂压力在线测试，基于测试结果，分析了树脂压力与罐压的等效性及硬模传压的均匀性，提出了实际零件硬模传压的测试制度参考。结果表明：单侧硬模传压区域的树脂压力在稳定后与罐压一致，验证了预浸料在热压罐零吸胶工艺下树脂压力与铺层压力的等效性；双侧硬模传压区域的树脂压力存在载荷平衡的过程，稳定后不同区域的树脂压力均匀并与罐压一致；与阶梯加压制度相比，标准固化制度下树脂压力在测试初期存在一定波动，稳定后两种工艺制度下的树脂压力一致，这为热分布差异相对较大零件的树脂压力测试提供了方法参考。
		2016 Vol. 59 (23/24): 87-91 [摘要] ( 112 ) HTML^New PDF (1678 KB) ( 796 )

	92	大型桥式机床立柱不同材料的特性分析
		崔立洁，关大力，李中凯，李初晔
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.092
		采用数值计算方法，比较了混凝土、铸铁和钢3 种不同材料立柱的静载抗压能力以及冲击力下的瞬态响应，分析数据表明，钢立柱具有最好的承压能力，在相同压力下静变形最小；由于阻尼的原因，混凝土立柱的振幅受到明显限制，冲击力作用下振动衰减的较快，在更加关注减振性能的高速高性能加工领域，采用混凝土立柱是更好的选择。
		2016 Vol. 59 (23/24): 92-94 [摘要] ( 125 ) HTML^New PDF (1717 KB) ( 301 )

	95	导向器尾缘结构面积变化对涡轮性能的影响
		马晓峰，冯凯凯，宋文艳
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.095
		涡轮导向器尾缘的精细结构由于加工误差的存在，会导致流道流通面积的改变，进而会使涡轮性能发生改变。从实际工程问题出发，采用数值模拟的方法，研究了某型发动机低压涡轮导向器尾缘的“劈缝”冷却结构由于变形导致的尾缘前后（叶盆尾缘处流道面积T1 和叶背尾缘处流道面积T2）面积变化对涡轮流场和性能的影响。研究结果表明：在设计状态下，涡轮的喉道为T2；当T2 大于设计值时，涡轮功率和涡轮流量变大，涡轮效率和涡轮功变小，但是涡轮的功率存在一个最高值的T2；当T1 大于设计值时，涡轮效率和涡轮功增加
		2016 Vol. 59 (23/24): 95-99 [摘要] ( 122 ) HTML^New PDF (2936 KB) ( 521 )

	100	基于支持向量机和粒子群算法的钛合金铣削加工参数优化
		向国齐，殷国富
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.100
		钛合金材料在加工过程中受铣削力影响易于产生变形而影响加工效果，为保证加工质量，提高生产效率及降低加工成本，研究切削加工参数的合理选择非常重要。对钛合金材料Ti6Al4V 铣削加工进行有限元数值计算，结合试验设计方法构建了基于支持向量机的切削力预测模型，以材料去除率为优化目标，提出了一种基于支持向量机和粒子群算法的优化方法，对钛合金铣削加工参数进行了优化。结果表明，该方法准确、高效、可行，为钛合金加工工艺参数优化提供一种新的方法，具有良好的推广价值。
		2016 Vol. 59 (23/24): 100-103 [摘要] ( 122 ) HTML^New PDF (1612 KB) ( 315 )

	104	TC4 钛合金激光窄间隙焊接工艺与组织特征研究
		王翔宇，巩水利，杨璟，芦伟，单飞虎
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.104
		使用IPG YLS-5000 多模光纤激光器实现了12mm 厚TC4 钛合金光纤激光窄间隙焊接，优化了焊接工艺，并对焊缝组织和显微硬度进行了分析。结果表明：激光窄间隙焊接容易产生气孔和侧壁未熔合缺陷，优化后的焊接工艺能显著减少气孔并消除未融合缺陷。母材显微组织为典型的等轴组织，焊缝区显微组织由粗大的β 柱状晶和网篮状马氏体α' 组成。热影响区晶粒尺寸明显细化。热影响区组织由细小的针状马氏体α'、转变α 组织和β转变组织构成。焊缝区和热影响区的显微硬度高于母材，近焊缝热影响区显微硬度达到最大值。
		2016 Vol. 59 (23/24): 104-107 [摘要] ( 203 ) HTML^New PDF (2674 KB) ( 448 )

	108	微小孔特种加工技术研究现状及展望
		高飞，顾琳
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.108
		近年来微小孔结构在航空航天零部件上的应用越来越广泛，对微小孔的特种加工方法的进展情况进行了综述，总结了每种加工方法的主要特点，并对当前微小孔特种加工技术存在的问题及未来发展趋势进行了总结和展望。
		2016 Vol. 59 (23/24): 108-111 [摘要] ( 151 ) HTML^New PDF (2051 KB) ( 663 )

	112	加强筋对客机复合材料球面框结构屈曲性能影响
		李中洋，李东，郭祥
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.112
		本文针对客机复合材料球面框，通过有限元计算，对球面框上的加强筋对结构屈曲性能的影响展开深入研究。球面框球皮采用碳纤维层合板，加强筋为填充PMI 泡沫的帽形加强筋。建立有加强筋和无加强筋两种结构方案，并建立有限元模型进行静力和屈曲分析计算。结果表明客机复合材料球面框的加强筋对球面框结构的屈曲性能和稳定性有一定的改善作用，但对球面框结构的静强度改善作用不大，增加加强筋后球面框的应变和位移变化较小。球面框结构设计时出于成本和制造工艺考虑可以不采用加强筋。
		2016 Vol. 59 (23/24): 112-115 [摘要] ( 100 ) HTML^New PDF (972 KB) ( 400 )

	116	飞机零部件基准选择与应用
		汪玮，匡翠
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.116
		随着飞机性能的不断提高，飞机制造协调准确度的要求也越来越严格，国外先进的航空制造企业得益于厂所合一的生产方式，在产品设计阶段考虑生产过程，来合理定义飞机零部件尺寸公差要求，保证飞机的装配品质和产品质量。对飞机零部件基准选择方法介绍和研究，并应用到某机型飞机外翼翼盒典型零部件基准选择中去，从功能要求出发制定基准，说明了飞机零部件基准传递偏差方式和基准一致性原则。主要思想和技术要点是要从产品的功能要求出发，考虑生产过程来制定零部件设计基准，保证产品在生产过程中基准的统一，从而保证尺寸的设计满足生产的功能性要求。提出的方法可以应用到飞机零部件的尺寸设计中，通过合理的制定基准来提高飞机的装配品质，在一定程度上降低生产成本和提高生产效率
		2016 Vol. 59 (23/24): 116-119 [摘要] ( 274 ) HTML^New PDF (1358 KB) ( 671 )

	120	先进材料与工艺在机载导弹上的研究与应用
		赵融，廖金华
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.120
		先进材料和工艺在机载导弹中的应用是实现机载导弹优异性能的基础和前提。主要讨论了用于机载导弹的复合材料、高温钛合金、铝锂合金、金属间化合物等先进材料和近无余量成形、超精密加工等先进工艺的特点以及国内外的发展概况。
		2016 Vol. 59 (23/24): 120-125 [摘要] ( 165 ) HTML^New PDF (870 KB) ( 1490 )

	126	一种加速度环境下的温度测量方法*
		鲁亮，王勇，胡宇鹏，周桐
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.126
		温度- 加速度复合环境试验是考察武器、飞行器产品飞行过程中发射、再入等阶段环境适应性能的重要手段。介绍了温度- 加速度复合环境试验系统的设计方法，针对高加速度环境下温度采集系统可能出现的温度漂移现象，进行了故障分析，并给出了解决方案。验证试验表明，设计方案可行，相关方法可为复合环境试验可靠性设计提供技术支持。
		2016 Vol. 59 (23/24): 126-128 [摘要] ( 122 ) HTML^New PDF (1180 KB) ( 342 )

	129	不同冶炼工艺对1Cr18Ni10Ti 钢夹杂物的影响
		郭诚，都祥元，李红军，孔凡亚
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.129
		通过试验研究了1Cr18Ni10Ti 不锈钢的4 种冶炼工艺：真空感应+ 电渣重熔、真空感应（陶瓷过滤器）、真空感应（陶瓷过滤器）+ 电渣重熔、真空感应+ 真空自耗，得到钢锭中夹杂物的种类、大小以及数量的变化。对比试验结果可知，采用真空感应（陶瓷过滤器）冶炼工艺与真空感应+ 真空自耗之后的钢锭的夹杂物水平相当，D 类夹杂物数量最少，大颗粒夹杂物占比也最小。
		2016 Vol. 59 (23/24): 129-132 [摘要] ( 119 ) HTML^New PDF (1494 KB) ( 508 )

	133	超轻纤维金属层合板的研究进展
		吴国清，潘英才，张宗科，黄正
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.133
		纤维金属层合板具有密度小、冲击性能好、疲劳寿命长和损伤容限高等特征，广泛用于制作飞机、火箭和导弹等飞行器的蒙皮或壳体材料。本文介绍了国内外纤维金属层合板材料的发展概况，重点综述了新型超轻纤维金属层合板材料的研究现状，并阐述了纤维镁合金层合板在研究过程中需要关注和解决的若干问题。
		2016 Vol. 59 (23/24): 133-136 [摘要] ( 197 ) HTML^New PDF (1151 KB) ( 1170 )

	137	基于产品成熟度的设计制造高度并行研发模式
		惠　巍, 金哲珠2, 胡保华, 陶　剑, 沈　波, 赵一伋
		DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2016.23/24.137
		设计与制造协同作为并行工程的重要环节，是从设计阶段就开始考虑产品的可制造性，有效减少工艺准备时间，缩短研制周期及上市时间。但如何做到设计与制造有效协同一直是困扰航空制造行业的难题。在原有VPMWindchill-DELMIA 协同研发的模式下，进一步探讨基于VPM 与DELMIA 直接开展设计制造高度并行的研发模式工程应用研究，为实现复杂产品设计制造的协同研发提供新的技术途径。采用VPM-DELMIA 模式，可以提升设计与制造的最大并行程度，让制造部门可以及时了解设计状态，提早开展工艺设计过程。
		2016 Vol. 59 (23/24): 137-141 [摘要] ( 147 ) HTML^New PDF (1558 KB) ( 405 )

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