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铜缓蚀剂及其与硅烷复合自组装膜耐腐蚀性能

表面技术 2024年第14期53卷 106-115页

作者：郭叙言庄普誉吴尚澄王桂香王志登烟台哈尔滨工程大学研究院山东烟台264006 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司沈阳110043

目的解决铜及铜合金在海水介质中的腐蚀问题。方法采用自组装技术在铜表面制备了甲基-1H-苯并三唑(TTA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、L-精氨酸和L-组氨酸4种缓蚀剂的自组装膜,并将这4种缓蚀剂分别与双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(... 详细信息

目的解决铜及铜合金在海水介质中的腐蚀问题。方法采用自组装技术在铜表面制备了甲基-1H-苯并三唑(TTA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、L-精氨酸和L-组氨酸4种缓蚀剂的自组装膜,并将这4种缓蚀剂分别与双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si-69)进行组合制备了复合自组装膜,通过电化学方法研究了铜表面自组装膜的耐腐蚀性能。结果所有缓蚀剂及其复合膜层均具有一定的耐腐蚀性,不同缓蚀剂自组装膜的缓蚀效率从大到小为:CTAB(78.78%)>TTA(61.00%)>组氨酸(56.03%)>精氨酸(46.38%)。相比空白铜样品的水接触角(76.9°),CTAB自组装膜的接触角达100.7°。缓蚀剂与Si-69复配的自组装膜性能比单一缓蚀剂或硅烷更加优异,且在4种缓蚀剂中CTAB效果最好,其缓蚀效率达96.91%,其余依次为TTA(85.38%)、组氨酸(84.91%)和精氨酸(82.09%)。CTAB与硅烷复合膜层的水接触角为105.6°。结论在铜表面制备CTAB、TTA、组氨酸、精氨酸4种自组装膜可以有效提高材料的耐蚀性。将4种缓蚀剂与硅烷复配时缓蚀效率均有提高,硅烷的加入能够改善缓蚀剂自组装膜层结构,提高耐蚀性。结果表明,利用缓蚀剂与硅烷复配的协同效应来提高膜层性能是一种可行的思路。

关键词：自组装铜硅烷偶联剂缓蚀剂耐蚀性协同效应

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基于公差约束的叶片表面振纹修复技术

工具技术 2024年第7期58卷 129-132页

作者：周鑫马明阳徐立明张东禹中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司

以某大型风扇钛合金整体叶盘叶片为载体,对其叶片在铣削加工时由刀具磨损、崩刃、振动带来的振纹问题开展基于公差约束的叶片表面振纹修复方法研究,在此基础上通过提取振纹边界,编制基于振纹位置的四重截面线检测程序、基于公差约束的... 详细信息

以某大型风扇钛合金整体叶盘叶片为载体,对其叶片在铣削加工时由刀具磨损、崩刃、振动带来的振纹问题开展基于公差约束的叶片表面振纹修复方法研究,在此基础上通过提取振纹边界,编制基于振纹位置的四重截面线检测程序、基于公差约束的在机测量截面线双向偏置、基于偏置曲线的振纹加工表面重构、振纹位置切削程序重新计算和补偿加工的方式,提出大型风扇钛合金整体叶盘叶片振纹的铣削加工修复解决方案,并进行加工验证。结果表明:在零件实际加工中,该技术在修复由崩刃导致的叶片加工振纹、避免由于加工振纹等导致叶盘报废的问题、保证零件的加工精度以及改善加工质量等方面有明显效果。

关键词：整体叶盘叶片公差约束振纹修复

基于特征的整体叶盘加工参数优化及质量控制技术研究

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工具技术 2024年第8期58卷 80-84页

作者：邓录峰周鑫张东禹中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司

针对航空发动机大型风扇钛合金整体叶盘零件加工过程中出现的让刀、振动、变形等加工问题,开展了基于特征的整体叶盘加工参数优化及质量控制方法研究。通过提取叶盘的叶片、流道、辐板等加工特征,结合叶盘轮廓铣、插铣等常用加工策略,... 详细信息

针对航空发动机大型风扇钛合金整体叶盘零件加工过程中出现的让刀、振动、变形等加工问题,开展了基于特征的整体叶盘加工参数优化及质量控制方法研究。通过提取叶盘的叶片、流道、辐板等加工特征,结合叶盘轮廓铣、插铣等常用加工策略,提出针对特征弱刚性受力方向切削力控制的参数优化解决方案,并进行加工验证。结果表明,基于特征的整体叶盘加工参数优化及质量控制方法对缩短数控程序加工时间、降低最大切削力以及满足尺寸精度要求等方面有明显效果。

关键词：整体叶盘加工参数优化质量控制

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基于蒸馏学习的滚动轴承异常诊断方法

组合机床与自动化加工技术 2024年第3期 109-113页

作者：张春青毕剑高月中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司沈阳110862

针对航空发动机滚动轴承异常难以诊断的问题,提出了一种基于蒸馏学习的轴承智能诊断方法。首先,为提高计算效率,采用经过压缩后的vision transformer (ViT)作为蒸馏学习的主干特征提取网络;其次,采用滚动轴承振动试验台数据完成蒸馏学... 详细信息

针对航空发动机滚动轴承异常难以诊断的问题,提出了一种基于蒸馏学习的轴承智能诊断方法。首先,为提高计算效率,采用经过压缩后的vision transformer (ViT)作为蒸馏学习的主干特征提取网络;其次,采用滚动轴承振动试验台数据完成蒸馏学习中教师网络的预训练;在蒸馏学习模型的训练过程中,为充分利用教师网络的知识,采用了特征知识约束的损失函数,且利用了频谱变换的数据预处理方法,用于提高模型的诊断精度;最后,在某型多台航空发动机滚动轴承数据上对所提模型进行了充分的对比验证。结果表明,所提方法能够准确地实现滚动轴承运行状态的诊断,且诊断精度能够达到96%以上,充分表明了所提方法具有很高的实用价值。

关键词：航空发动机滚动轴承智能诊断蒸馏学习

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金属增材制件射线检测缺陷检出概率分析

航空动力学报 2024年第4期39卷 135-142页

作者：代威珏敖波刘海强夏志风南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室南昌330063 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司沈阳110043

针对增材制造射线检测缺乏缺陷检出概率数据易导致裂纹、孔隙缺陷漏检问题,以GH3625高温合金增材制件的线型缺陷和孔型缺陷为研究对象,使用CIVA2020仿真平台模拟X射线检测并得到缺陷检出概率(POD)曲线,研究两种缺陷不同尺寸变化对缺陷... 详细信息

针对增材制造射线检测缺乏缺陷检出概率数据易导致裂纹、孔隙缺陷漏检问题,以GH3625高温合金增材制件的线型缺陷和孔型缺陷为研究对象,使用CIVA2020仿真平台模拟X射线检测并得到缺陷检出概率(POD)曲线,研究两种缺陷不同尺寸变化对缺陷检出概率的影响,确定不同影响因素下缺陷检出尺寸及检出概率,并利用Sgompertz函数拟合得到线型缺陷受深度影响的POD曲线方程以及孔型缺陷受半径影响的POD曲线方程,建立了增材制造线型缺陷和孔型缺陷的缺陷检出概率模型。结果表明:在95%的置信水平下以90%概率可检出的线型缺陷长度尺寸为0.211 mm、宽度尺寸为0.213 mm、深度尺寸为0.178 mm,孔型缺陷可检出的直径尺寸为0.188 mm,高度尺寸为0.190 mm。通过实际试样微焦点射线成像检测以及胶片射线照相检测对仿真结果进行对比验证。表明建立的缺陷检出概率模型较为准确,可为增材制造中裂纹与孔隙缺陷检测可靠性分析提供依据。

关键词：增材制造射线检测缺陷检出概率线型缺陷孔型缺陷

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钛合金温度/超声复合能场辅助成形及应用

塑性工程学报 2024年第4期31卷 219-226页

作者：高铁军闻祥捷冯卓乔勇刘青沈阳航空航天大学航空宇航学院辽宁沈阳110136 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司辽宁沈阳110043

基于材料在温度场下高温软化效应和超声能场下体积效应与表面效应,提出了钛合金温度/超声复合能场辅助成形方法,期望利用超声振动能场进一步提高钛合金钣金件热成形变形能力和成形质量,或者在相同成形质量下降低钛合金热成形温度。介绍... 详细信息

基于材料在温度场下高温软化效应和超声能场下体积效应与表面效应,提出了钛合金温度/超声复合能场辅助成形方法,期望利用超声振动能场进一步提高钛合金钣金件热成形变形能力和成形质量,或者在相同成形质量下降低钛合金热成形温度。介绍了温度/超声复合能场辅助成形原理与装置,分析了复合能场对钛合金板材力学性能、微观组织以及钛合金板与模具间摩擦的影响。在此基础上,将该方法应用到钛合金弯曲及复杂弯边件的成形中,并对成形质量及成形性能进行了分析。最后对复合能场辅助成形过程存在的问题及发展趋势进行了总结与展望。

关键词：钛合金温度/超声复合能场成形质量

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面向多联体叶片的机器人喷涂无干涉路径规划

机械工程学报 2024年第1期60卷 210-219页

作者：漆琪刘礼祥杨吉祥丁汉华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室武汉430074 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司沈阳110043

多联体叶片存在曲面复杂、叶片间距小等结构特点。等离子喷涂为铸造多联体叶片的重要工序,可使叶片表面强化与改性,其喷涂质量直接决定叶片的成品率与性能。现有的机器人等离子喷涂的路径生成主要依靠手动示教,而喷涂过程中的喷涂距离... 详细信息

多联体叶片存在曲面复杂、叶片间距小等结构特点。等离子喷涂为铸造多联体叶片的重要工序,可使叶片表面强化与改性,其喷涂质量直接决定叶片的成品率与性能。现有的机器人等离子喷涂的路径生成主要依靠手动示教,而喷涂过程中的喷涂距离与喷涂夹角无法量化导致喷涂质量不均且示教方法繁琐、效率低。基于此,提出一种面向多联体叶片的工业机器人等离子喷涂无干涉路径生成及光顺方法。首先,根据CAD模型,将多联体叶片型面转为非均匀有理B样条(NURBS)曲面,利用NURBS曲面解析特性,生成约束喷涂行距与喷涂叶片边缘距离的初始路径点;然后将喷涂焰流简化为方向包围盒,将干涉曲面转为三角面片,采用基于分离轴检测的方法进行碰撞干涉检测,生成考虑最小喷涂倾角约束的喷涂姿态。采用基于球面样条四元数插值变步长姿态优化方法进行姿态光顺,生成无干涉且路径光顺的喷涂路径。经过仿真与实验验证,提出干涉避免算法能有效避免喷涂过程中的干涉现象。对比未光顺路径,所提出算法机器人运行效率提高52.6%,机器人振动下降,运行更加平稳,其中关节加速度最大下降55.8%,最小下降2.9%,末端瞬时加速度最大下降39.6%,最小下降14.4%。

关键词：多联体叶片机器人喷涂干涉检测路径光顺

TC4钛合金扩散连接接头的振动疲劳特性及劣化机理

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第2期34卷 533-546页

作者：雷奕文马广璐刘悦赵伟吴会平李细锋上海交通大学材料科学与工程学院塑性成形技术与装备研究院上海200030 沈阳黎明航空发动机有限责任公司沈阳110043

为了研究扩散连接工艺对材料振动疲劳特性的影响,对扩散连接后的TC4钛合金和原始母材进行一系列振动疲劳试验以及显微组织表征。结果表明:扩散连接的热循环过程引起TC4钛合金显微组织变化,并导致其振动疲劳性能降低。经扩散连接后,TC4... 详细信息

为了研究扩散连接工艺对材料振动疲劳特性的影响,对扩散连接后的TC4钛合金和原始母材进行一系列振动疲劳试验以及显微组织表征。结果表明:扩散连接的热循环过程引起TC4钛合金显微组织变化,并导致其振动疲劳性能降低。经扩散连接后,TC4钛合金晶粒尺寸的不均匀性增加,加重了材料不同取向α晶粒间的不协调变形,从而使微孔洞易于在晶粒尺寸差异较大的两α晶粒的晶界上萌生,或者在较大α晶粒的内部萌生。同时,扩散连接后材料α晶粒取向的变化使得柱面滑移系更易被启动,促进了裂纹更早地萌生。此外,扩散连接后TC4钛合金β相含量的增加为微孔洞提供了更多的形核位置。因此,由扩散连接热循环过程造成的晶粒尺寸不均匀性增加、晶粒取向变化和β相含量增加使扩散连接TC4钛合金的振动疲劳性能劣化。

关键词：扩散连接振动疲劳热循环 TC4钛合金

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数字孪生驱动的航空发动机转子精密堆叠装配

航空学报 2024年

作者：王泽生王辉张鹏飞杜立峰包宏强林东中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司清华大学机械工程系北京航空航天大学航空发动机研究院

航空发动机极高的结构复杂度和高性能、高稳定性的严格要求对航空发动机制造技术提出了挑战。装配是控制航空发动机产品质量的关键制造环节，其中，转子作为航空发动机的核心动力部件，其装配精度和质量极大地影响着航空发动机的使用性... 详细信息

航空发动机极高的结构复杂度和高性能、高稳定性的严格要求对航空发动机制造技术提出了挑战。装配是控制航空发动机产品质量的关键制造环节，其中，转子作为航空发动机的核心动力部件，其装配精度和质量极大地影响着航空发动机的使用性能。转子由多级零件串联装配而成，装配过程中零件误差积累和传递、连接结构挤压变形等因素都容易导致装配偏差产生。针对航空发动机转子装配偏差问题，开展了数字孪生驱动的装配工艺优化方法研究。结合数字孪生方法展开装配工艺机理分析，从转子装配单元数字孪生总体技术框架、装配工艺数字化内核分析、装配工艺综合评价与决策方法三方面开展数字孪生装配优化技术研究，融合多物理因素分析模型建立装配工艺数字化分析模型，实现了数据驱动的转子装配过程监控和工艺优化分析。通过转子装配实验应用验证，所提出优化方法给出的优化装配结果与最大可能偏差相比降低了57.4%，证明所提出的数字孪生转子装配优化方法能够有效解决实际问题，为航空发动机转子装配质量预测和优化提供了新的途径。

关键词：航空发动机转子装配数字孪生装配仿真数字化装配