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BOB综合体育官网app下载-上交大、南航、西工大、华中科技四校联合:复杂高筋薄壁构件旋压
近日,由上海交通年夜学林忠钦院士团队(林忠钦、在忠奇、李淑慧)、南京航空航天年夜学戴冬华与顾冬冬、西北工业年夜学樊晓光、华中科技年夜学余圣甫与史玉升4家高校科研人员配合完成的《复杂高筋薄壁构件旋压-增材复合制造手艺成长与瞻望》一文,作为封面文章颁发在《航空学报》2023年第9期。 该封面文章首要回首了复杂航天薄壁筒段旋压-增材复合制造标的目的的研究近况,并介绍了近几年研究团队在该标的目的上获得研究功效。该文章从内筋薄壁筒段旋压成形和等材-增材复合制造两个角度对国表里研究工作进行梳理和总结;同时,基在所提出的复杂高筋薄壁筒段旋压-增材复合制造思绪,从铝合金内筋薄壁筒段旋压断裂机制与组织演化纪律、筒壁内增材热力学行动与组织调控、旋压-增材复合制造工艺和设备等方面介绍了研究团队在一体化制造方面的最新研究功效,可为复杂薄壁构件复合制造的理论研究和手艺研发供给参考。 论文链接: https://hkxb.buaa.edu.cn/CN/10.7527/S1000-6893.2022.27493
首要内容 高速飞翔器常采取增强筋筒段布局,以提高力学机能和轻量化系数。增强筋筒段是一类典型的复杂薄壁布局,凡是具有筋高腹薄特点,几何外形复杂,对制造精度、力学机能和布局重量要求刻薄,是一类难加工产物。为知足下一代航天飞翔器的需求,增强筋筒段整体成形已成为这类高机能构件制造的必定成长趋向。本文提出一种复杂高筋薄壁构件旋压-增材复合成形新思绪,如图1,兼具等材制造高效力和增材制造柔性化的优势。经由过程旋压-增材复合成形实现复杂高筋薄壁筒段制造,除需统筹筋高和筒段外形的高精度要求之外,还需知足增材制造界面的微不雅布局与机能要求。是以需要切确调控活动旋压和增材制造进程中材料组织演变与布局变形的交互感化,以实现构件高机能方针。
图1带筋铝合金筒段旋压-增材复合制造道理
研究亮点 本文首要回首了复杂航天薄壁筒段旋压-增材复合制造标的目的的研究近况,并介绍了近几年研究团队在该标的目的上获得研究功效,首要研究功效以下: 1)内筋筒段旋压断裂猜测与变形组织演化。针对铝合金板成形各向异性断裂问题,成立了各向异性断裂模子,发现一种面外剪切测试方式,如图2所示,各向异性断裂模子利用在2219铝合金纵横内筋筒段活动旋压成形仿真中,如图3所示,猜测断裂位置与尝试成果相一致。针对旋压变形组织演化的复杂性,热紧缩实验证实:受2219铝合金初始织构的影响,沿分歧标的目的加载时再结晶机制产生改变,即沿晶粒短轴标的目的加载时首要为几何动态再结晶,沿晶粒长轴标的目的加载时为不持续动态再结晶。同时,成立了宏微不雅耦合本构模子,实现了2219铝合金内筋筒段旋压变形组织的正确预告。
图2面外剪切应变测试方式
图3 铝合金内筋筒段旋压断裂猜测 2)筒壁内增材界面热动力学与组织调控。与平面基板比拟,粉末在圆柱筒壁基板上的活动浓度比在平板基板上的要高,这改良了增材进程中粉末堆积机能,如图4;因为颗粒接收了更高的激光能量,筒壁基板的活动粉末温度场高在平面基板的。激光增材成形稀bob综合体育娱乐app平台最新下载土改性Al-Mg合金,纳米加强相Al3(Sc,Zr)偏向在熔池底部沉淀析出并作为界面异质形核点,有用按捺了沉积体枝晶发展模式,并增进了等轴晶构成,实现了界面微不雅布局平均化。
图4 筒壁激光增材制造粉末活动数值仿真 3)旋压-增材复合制造工艺与设备。针对交叉筋布局的复杂性,阐释了内筋筒段旋压材料活动纪律,开辟出几种交叉筋铝合金筒段旋压成形工艺。面向筒段复合制造,提出了在成形薄壁筒段上激光融化沉积加工和电弧熔丝增材工艺。研发出内筋筒段旋压、筒壁增材制造实验装配和其工艺软件,如图5,取得了可接管的实验示范件和工程样件。
图5 旋压-增材复合制造实验装配 原论文: 林忠钦, 在忠奇, 戴冬华, 樊晓光, 余圣甫, 顾冬冬, 李淑慧, 史玉升. 复杂高筋薄壁构件旋压-增材复合制造手艺成长与瞻望[J]. 航空学报, 2023, 44 (9): 627493.
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