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基于预制孔的SiCf/SiC复合材料微小孔超声振动辅助钻削加工研究

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电加工与模具 2024年第3期 54-60页

作者：肖培乾汪文虎吴晓锋蒋松山熊一峰西北工业大学机电学院航空发动机高性能制造工业和信息化部重点实验室航空发动机先进制造技术教育部工程研究中心陕西西安710072 中国航发动力股份有限公司陕西西安710021

SiCf/SiC复合材料是典型的硬脆性难加工材料。为解决SiCf/SiC复合材料微小孔(<1 mm)加工难题,提高加工精度和改善加工质量,先采用脉冲激光预制SiCf/SiC微小孔,再在不同预制孔尺寸和加工参数下开展直径0.5 mm的SiCf/SiC微小孔超声振动辅... 详细信息

SiCf/SiC复合材料是典型的硬脆性难加工材料。为解决SiCf/SiC复合材料微小孔(<1 mm)加工难题,提高加工精度和改善加工质量,先采用脉冲激光预制SiCf/SiC微小孔,再在不同预制孔尺寸和加工参数下开展直径0.5 mm的SiCf/SiC微小孔超声振动辅助钻削加工试验,最终确定了合适的激光预制孔尺寸及超声振动辅助钻削加工参数域。结果表明:脉冲激光预制孔时存在的较大热影响区和微裂纹等缺陷,会明显影响后续超声辅助钻削微小孔的入、出口质量,推荐的预制孔直径为0.3 mm;超声振动辅助钻削加工时,选择主轴转速为11000~15000 r/min、进给速度为2~10mm/min,可获得加工质量较好的SiCf/SiC微小孔。

关键词：陶瓷基复合材料激光预制孔超声辅助钻削微小孔

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压气机叶片辊轧模具型腔快速建模技术

航空学报 2014年第11期35卷 3190-3198页

作者：王渊彬汪文虎张艳解晓娜西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室陕西西安710072

为适应压气机辊轧叶片模具型腔的敏捷化设计需求,提出一种型腔模型建模方法。依据叶片气动外形及建模效率的双重要求,以叶片中弧面曲率变化规律作为评判基准,规划工艺模型截面线族的位置与数量;基于此,建立截面线族映射法则以完成工艺... 详细信息

为适应压气机辊轧叶片模具型腔的敏捷化设计需求,提出一种型腔模型建模方法。依据叶片气动外形及建模效率的双重要求,以叶片中弧面曲率变化规律作为评判基准,规划工艺模型截面线族的位置与数量;基于此,建立截面线族映射法则以完成工艺模型叶形截面线族至辊轧模具扇面的重新空间分布,由所得型腔模型截面线族重构型腔型面;通过与回转体的布尔运算获得辊轧叶片模具型腔;以通用CAD软件为平台,开发了压气机叶片辊轧模具型腔自动化建模系统,实现了模具型腔的快速建模,使压气机辊轧叶片模具建模效率得到显著提高。

关键词：辊轧压气机叶片模具型腔截面线族提取空间分布建模

复杂空心涡轮叶片精铸蜡模陶芯软芯撑定位技术

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特种铸造及有色合金 2013年第1期33卷 53-57页

作者：崔康汪文虎西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室

针对复杂空心涡轮叶片精铸蜡模制备过程中陶芯定位不稳定、陶芯易断裂、蜡模表面不完整等问题,提出了基于陶芯定位布局优化算法的软芯撑定位方法。通过建立定位误差传递模型,确立了陶芯定位完整性判定准则,再通过建立定位布局优化算法,... 详细信息

针对复杂空心涡轮叶片精铸蜡模制备过程中陶芯定位不稳定、陶芯易断裂、蜡模表面不完整等问题,提出了基于陶芯定位布局优化算法的软芯撑定位方法。通过建立定位误差传递模型,确立了陶芯定位完整性判定准则,再通过建立定位布局优化算法,精确计算出了陶芯定位布局点的具体位置,并针对精铸蜡模结构特点设计了全新的软芯撑定位方式,针对具体型号叶片,压制1组蜡模并对其进行了壁厚检测。

关键词：空心涡轮叶片精铸蜡模陶芯定位优化软芯撑

基于检测结果的涡轮叶片精铸型腔反变形优化设计

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航空动力学报 2015年第1期30卷 129-135页

作者：解晓娜汪文虎张艳王渊彬西北工业大学机电学院现代设计与集成制造技术教育部重点实验室西安710072

针对空心涡轮叶片精铸过程中的试错法和数值仿真法难以敏捷反应铸件的真实变形情况,提出一种基于检测结果的精铸零件反变形综合补偿方法.通过对精铸叶片试模样件进行三坐标检测及统计分析,得到叶身截面收缩、扭转和弯曲变形情况,并建立... 详细信息

针对空心涡轮叶片精铸过程中的试错法和数值仿真法难以敏捷反应铸件的真实变形情况,提出一种基于检测结果的精铸零件反变形综合补偿方法.通过对精铸叶片试模样件进行三坐标检测及统计分析,得到叶身截面收缩、扭转和弯曲变形情况,并建立其综合补偿反变形模具型腔优化算法,实现精铸型腔的反变形优化设计.以精铸叶片试模样件叶尖处截面为例,其叶身段型面误差、前缘最大误差、后缘最大误差相对于未补偿前分别减少了50%,68%和31%.实例验证表明:其研究成果能有效提高空心涡轮叶片的精铸成型精度,达到精确控形的目的.

关键词：涡轮叶片反变形检测结果型腔设计综合补偿

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压气机辊轧叶片前后缘圆滑转接建模方法

计算机集成制造系统 2015年第2期21卷 444-448页

作者：张艳汪文虎解晓娜王渊彬西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室陕西西安710072

针对压气机辊轧叶片前后缘头后续数控加工制造与叶身圆滑转接的要求,提出一种基于夹持态叶片缘头多测绘点的一次配准和制造公差约束的二次配准的辊轧叶片前后缘圆滑转接建模方法,该方法可以更精确地构建辊轧叶片前后缘头圆滑转接计算机... 详细信息

针对压气机辊轧叶片前后缘头后续数控加工制造与叶身圆滑转接的要求,提出一种基于夹持态叶片缘头多测绘点的一次配准和制造公差约束的二次配准的辊轧叶片前后缘圆滑转接建模方法,该方法可以更精确地构建辊轧叶片前后缘头圆滑转接计算机辅助设计模型,满足后续数控加工的需求。进行基于实测数据的建模验证,结果表明所提方法可以实现辊轧叶片无余量叶身与缘头区域的高精度圆滑转接。

关键词：辊轧叶片前后缘圆滑转接配准模型构建

空心涡轮叶片精铸蜡型陶芯定位元件尺寸计算方法

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航空学报 2013年第1期34卷 181-186页

作者：冯炜汪文虎王孝忠骆金虎西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室陕西西安710072

针对空心涡轮叶片精铸蜡型陶芯定位元件尺寸难以精确量化的问题,提出了基于模型匹配算法的陶芯定位元件尺寸计算方法。通过将壁厚权值因子引入匹配模型,实现了测量数据与理论模型的精确匹配;基于匹配后的陶芯实测数据,建立了定位元件的... 详细信息

针对空心涡轮叶片精铸蜡型陶芯定位元件尺寸难以精确量化的问题,提出了基于模型匹配算法的陶芯定位元件尺寸计算方法。通过将壁厚权值因子引入匹配模型,实现了测量数据与理论模型的精确匹配;基于匹配后的陶芯实测数据,建立了定位元件的尺寸计算方法;最后,将壁厚偏差分布一致的一批陶芯分两组进行实验对比。结果表明该方法计算出的陶芯定位元件尺寸能够有效提高蜡型壁厚精度,对空心涡轮叶片的精确控型有一定的指导意义。

关键词：空心涡轮叶片蜡型陶芯定位元件模型匹配权值因子实测数据

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圆形多组件装填布局的优化求解方法

计算机集成制造系统 2017年第1期23卷 17-24页

作者：曹旭康汪文虎蒋睿嵩王楠西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室陕西西安710072

针对带性能约束的圆形多组件装填布局问题,提出一种具有全局寻优能力的内点法。该算法采用线性搜索和信赖域方法相结合的内点法进行局部寻优;为使算法具有全局寻优能力,提出了自交叉操作的布局变换策略,从而跳出局部最优布局模式,实现... 详细信息

针对带性能约束的圆形多组件装填布局问题,提出一种具有全局寻优能力的内点法。该算法采用线性搜索和信赖域方法相结合的内点法进行局部寻优;为使算法具有全局寻优能力,提出了自交叉操作的布局变换策略,从而跳出局部最优布局模式,实现组件装填布局的优化求解。对3个经典算例进行了计算验证,并重点与目前的主流算法进行深入分析对比。算例结果表明,该算法在小规模布局问题上的计算效率和精度与其他算法相当,对于规模较大的布局问题则有更好的计算结果,刷新了目前的最优结果。

关键词：多组件布局优化装填问题内点法自交叉

基于知识推理的导向器类零件精铸模具单元体智能切分

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铸造 2006年第11期55卷 1152-1154页

作者：汪文虎隽英昌张琳张军西北工业大学CAD/CAM国家实验室陕西西安710072

导向器类零件分体式精铸的关键技术之一是切分得到蜡模模具设计的内、外环及叶片单元体即如何实现分割面的生成。应用数学推理表达经验知识,得到参数化分割面,为快捷准确的设计与制造导向器类零件精铸模具奠定了基础。

关键词：导向器类零件参数化分割面精铸模具

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涡轮叶片精铸模具陶芯定位元件逆向调整算法

航空学报 2011年第10期32卷 1924-1929页

作者：崔康汪文虎蒋睿嵩赵德中西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室陕西西安710072

针对空心涡轮叶片蜡型压制过程中陶芯定位元件补偿量难以量化问题,提出了基于蜡型壁厚测量结果的逆向解析算法。通过建立陶芯定位误差传递模型和逆向调整模型,确定了陶芯壁厚偏差与定位元件补偿量之间的映射关系。运用超声脉冲反射法对... 详细信息

针对空心涡轮叶片蜡型压制过程中陶芯定位元件补偿量难以量化问题,提出了基于蜡型壁厚测量结果的逆向解析算法。通过建立陶芯定位误差传递模型和逆向调整模型,确定了陶芯壁厚偏差与定位元件补偿量之间的映射关系。运用超声脉冲反射法对一组蜡型进行壁厚测量,根据测量结果逆向调整陶芯定位元件尺寸并重新压制蜡型进行对比分析。结果表明,该方法能够有效计算陶芯定位元件尺寸补偿量,对提高空心涡轮叶片蜡型定型效率以及进一步控制空心涡轮叶片壁厚精度有一定指导意义。

关键词：空心涡轮叶片蜡型陶芯定位元件壁厚偏差补偿量