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空天技术 2024年第1期2024卷 55-62页

作者：钟文义梁世哲张斌唐鹏刘可娜航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司

高效率、高可靠性推进系统设计是制约高空长航时无人机发展的重要因素。基于某型高空无人机总体设计要求，从综合效率最优角度对采用电动机-螺旋桨构成的全电推进系统进行了优化设计，并开展地面性能试验对系统动力特性、加减速响应特... 详细信息

高效率、高可靠性推进系统设计是制约高空长航时无人机发展的重要因素。基于某型高空无人机总体设计要求，从综合效率最优角度对采用电动机-螺旋桨构成的全电推进系统进行了优化设计，并开展地面性能试验对系统动力特性、加减速响应特性、扭矩保护等性能指标予以验证。同时，考虑来流速度、拉力需求、扭矩及功率限制，优化确定了不同飞行剖面的电机工作限制转速边界。试验结果显示，测试拉力与数值计算值吻合度高，系统总效率达到了65%以上，表明采用的综合优化方法在提高电推进系统效率及可靠性方面具有一定优势。

关键词：高空无人机电推进系统优化设计动力特性系统效率试验研究

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响应型润滑表面的智能调控研究进展

表面技术 2024年第10期53卷 92-109页

作者：张明瑞梁鑫罗星仲星屹华程罗长鹏成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610091

智能润滑材料和表面具有随需应变和仿生功能的特点,是近年来润滑技术的一个研究重点。功能成分的触发和反馈行为赋予了智能材料可控的润滑能力,能对环境变化做出响应,进而可以实现摩擦界面润滑状态的主动调控,为智能设备的设计和运用提... 详细信息

智能润滑材料和表面具有随需应变和仿生功能的特点,是近年来润滑技术的一个研究重点。功能成分的触发和反馈行为赋予了智能材料可控的润滑能力,能对环境变化做出响应,进而可以实现摩擦界面润滑状态的主动调控,为智能设备的设计和运用提供新的研究思路。结合智能润滑的研究现状,对材料类型、构筑方式以及应用领域等研究进展进行介绍。根据材料能够响应的刺激类型把智能润滑表面分为9种类型,并分别总结了每种类型材料的设计理念、刺激响应机理以及性能特点。此外,从高分子复合材料、功能化润滑纳米添加剂和环境敏感水凝胶3个方面对智能润滑表面的摩擦学领域的应用情况以及未来可能发展的方向进行了讨论。未来研究方向包括但不限于以下几个方面:一是开发新型响应型润滑表面,例如基于自愈性润滑表面、电磁响应性润滑表面等;二是探索更加智能的响应机制,例如基于人工智能的自适应控制;三是进一步研究响应型润滑表面的机理,从微观和宏观层面深入探索响应机制;四是拓展响应型润滑表面的应用领域,例如在纳米技术、生物医学、机器人等领域的应用。

关键词：响应类型功能表面智能材料润滑调控

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基于自适应启发PSO的零件在线智能定位

清华大学学报（自然科学版） 2024年第8期64卷 1367-1379页

作者：刘华森郭子豪聂海平彭志军航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610092 清华大学天津高端装备研究院天津300300

工业流水线生产环境下,多种类小批次中小型航空零件在自动化喷涂作业等过程中,往往面临着零件摆放位姿不固定而难以自动化测量与定位的问题。为实现综合满足喷涂效率与精度的零件定位,应用基于自适应启发改进的粒子群算法,随配准情况自... 详细信息

工业流水线生产环境下,多种类小批次中小型航空零件在自动化喷涂作业等过程中,往往面临着零件摆放位姿不固定而难以自动化测量与定位的问题。为实现综合满足喷涂效率与精度的零件定位,应用基于自适应启发改进的粒子群算法,随配准情况自适应地采用不同启发方案与尺度,实现了较强后景影响下快速地点云配准。从全局搜索与局部搜索两方面进行优化,在应用随配准状态自适应的学习系数与惯性系数基础上,引入自适应尺度的滞步系数与类梯度下降运算,解决粒子群算法收敛速度缓慢与易陷入局部最优问题。基于正态分布置信度准则剔除适应度离群值降低后景点云对配准的影响,实现分割后点云与理论数模的智能配准,获得零件摆放的精确位姿。应用二维(2D)视觉减少测量时间、提供点云分割的依据,并多线程并发同步运算提高效率。最终实现了在3 min的节拍内完成三维(3D)点云的自动化扫描,以及在平均2.5 min节拍内实现2 mm精度的多种零件自主配准定位。

关键词：点云配准粒子群算法自适应启发自动化定位 2D-3D视觉融合

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基于粒子群优化算法的柔性生产线排产方法

航空制造技术 2024年第6期67卷 84-91页

作者：玉海龙何陶航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610092

大力推进信息化和工业化的融合,要在航空航天装备上实现重点领域的技术突破。在未来十年,我国对飞机的需求将会持续加大,这就要求飞机零件的制造效率要高、响应速度要快。但实际生产中,对生产线排产算法的研究与应用还比较少,这就导致... 详细信息

大力推进信息化和工业化的融合,要在航空航天装备上实现重点领域的技术突破。在未来十年,我国对飞机的需求将会持续加大,这就要求飞机零件的制造效率要高、响应速度要快。但实际生产中,对生产线排产算法的研究与应用还比较少,这就导致实际生产不能发挥出生产线的最大效能。针对上述问题,对实际柔性生产线进行了研究,建立符合现场生产实际的排产调度模型,采用优化的粒子群算法对模型进行求解,得到满足实际排产要求的最优解,使其发挥最大生产效能。

关键词：航空航天柔性生产线排产粒子群优化算法车间调度问题

SiC_(f)/SiC复合材料激光烧蚀辅助铣削材料去除机理与加工表面质量评价

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机械工程学报 2024年第9期60卷 206-217页

作者：李晗章程陈杰安庆龙陈明上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610091

现代航空部件对材料的耐高温性、高强度和轻量化提出了更高要求。SiC_(f)/SiC复合材料具有优异的综合性能,但其高脆性和各向异性使其高性能制造面临挑战。通过激光烧蚀预实验,掌握了Si C_(f)/Si C复合材料激光烧蚀产物的物相组成和烧蚀... 详细信息

现代航空部件对材料的耐高温性、高强度和轻量化提出了更高要求。SiC_(f)/SiC复合材料具有优异的综合性能,但其高脆性和各向异性使其高性能制造面临挑战。通过激光烧蚀预实验,掌握了Si C_(f)/Si C复合材料激光烧蚀产物的物相组成和烧蚀机理,探究了激光参数对烧蚀性质的影响规律。通过常规铣削和激光烧蚀辅助铣削的对比实验,分析了常规铣削、部分烧蚀-铣削和完全烧蚀-铣削三种不同加工策略的材料去除机理,探究了烧蚀层占比对加工表面质量的影响规律。研究表明:激光烧蚀产物主要由3C-SiC和非晶态SiO_(2)组成。常规铣削加工中,纤维发生宏观脆性断裂,已加工表面存在多处裂纹、凹坑等加工缺陷。部分烧蚀-铣削中,纤维断裂以微观脆性断裂为主,少部分位置发生了纤维拔出和宏观脆性断裂。完全烧蚀-铣削加工中,纤维发生了微观脆性断裂,基体发生鳞状破碎。激光烧蚀辅助铣削加工质量优于常规铣削,部分烧蚀-铣削和完全烧蚀-铣削的表面粗糙度基本相同。低烧蚀层占比和高烧蚀层占比下进行铣削加工切削力差距较小。低烧蚀层占比的铣削加工中,纤维以微观-宏观脆性断裂为主;高烧蚀层占比的铣削加工中,大部分纤维发生了微观脆性断裂。综上所述,部分烧蚀-铣削和低烧蚀层占比是较优的加工方案。

关键词： SiC_(f)/SiC复合材料激光辅助铣削材料去除机理加工质量

TiAlNb钛合金轧板激光弯曲工艺及微观组织

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锻压技术 2024年 61-66页

作者：姜森宝王宇盛陈瑶荣建蒲容森毛迪航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司

为柔性制造Ti2AlNb钛合金薄壁弯曲零件,研究了激光弯曲工艺参数对弯曲角度和微观组织的影响规律。通过不同激光功率、扫描速度、扫描道次、扫描路径和试样宽度等工艺参数下的激光弯曲实验,对比分析了弯曲样件的成形质量及微观组织。结... 详细信息

为柔性制造Ti2AlNb钛合金薄壁弯曲零件,研究了激光弯曲工艺参数对弯曲角度和微观组织的影响规律。通过不同激光功率、扫描速度、扫描道次、扫描路径和试样宽度等工艺参数下的激光弯曲实验,对比分析了弯曲样件的成形质量及微观组织。结果表明:当试样宽度为40 mm时,在激光束半径为0.3 mm、激光功率为0.4 kW和扫描速度为1.0 m·min-1下,单道次弯曲角度达3.3°;随着扫描道次的增加,弯曲角度近线性增加, 8次扫描后的弯曲角度为18°;侧向偏移直线扫描路径与直线扫描路径趋势近似,但弯曲圆角较大, S曲线扫描路径会导致弯曲试样形状畸变;小光斑直径激光弯曲的微观组织类似于激光焊接,包括熔化区、热影响区和母材区,材料的维氏硬度从母材区到熔化区呈下降趋势。因此,激光弯曲成形是一种对Ti2AlNb钛合金薄板局部弯曲的有效加工方法,但需要精确控制。

关键词： Ti AlNb钛合金激光弯曲微观组织形状畸变弯曲角度

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航空导管的数字化测量方法研究

制造技术与机床 2024年

作者：岳俊刘树铜安建龙刘敏陈氖华航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司

导管在航空航天领域先进飞行器中被称为“血管类”零件和生命控制线，是起到流体传输等重要作用的关键管路构件。航空导管成形复杂制造工序多，其性能的优劣将直接影响到飞行器的安全和适航性能。近年来导管数字化制造不断普及，采用传... 详细信息

导管在航空航天领域先进飞行器中被称为“血管类”零件和生命控制线，是起到流体传输等重要作用的关键管路构件。航空导管成形复杂制造工序多，其性能的优劣将直接影响到飞行器的安全和适航性能。近年来导管数字化制造不断普及，采用传统工装检测已经满足不了精度要求，但是测量臂需逐点测量，所需耗时较多。针对测量臂需逐点测量、所需耗时较多的问题，文章设计了一种视觉光学测量方法，基于工业近景摄影测量原理，多组固定位置的工业相机通过采集多幅二维照片快速完成弯管的“图像获取、重建、对比、检测、结果输出”完整检测流程。为航空导管制造的形状质量检测提供更多的数字化测量方法。

关键词：航空导管扩口导管几何特性光学管线测量测量数据

峰值温度和降温速率对TC4钛合金焊接热影响区组织与性能的影响

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精密成形工程 2024年第6期16卷 70-76页

作者：虞文军张成竹张骞王东晔朱振新航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610091

目的通过Gleeble 540热模拟试验机模拟TC4钛合金的热影响区,探讨不同热循环条件下TC4钛合金组织性能的演变规律,为钛合金激光焊接工艺的优化提供指导。方法利用Gleeble 540热模拟试验机对TC4钛合金焊接热影响区进行模拟试验,采用金相显... 详细信息

目的通过Gleeble 540热模拟试验机模拟TC4钛合金的热影响区,探讨不同热循环条件下TC4钛合金组织性能的演变规律,为钛合金激光焊接工艺的优化提供指导。方法利用Gleeble 540热模拟试验机对TC4钛合金焊接热影响区进行模拟试验,采用金相显微镜和扫描电镜观察不同热模拟参数下TC4钛合金的显微组织,运用数字式显微硬度计和拉伸试验机对热模拟试样进行硬度和拉伸测试。结果当峰值温度低于相变温度时,热影响区组织呈块状α相,这种片层较厚且为块状组织的存在使硬度显著提高,拉伸强度大幅下降;当峰值温度升至完全相变温度以上时,热影响区组织逐渐转变为大量的针状α'马氏体,硬度和拉伸强度逐渐提高。当峰值温度为1100℃时,抗拉强度显著高于母材拉伸强度,达到1248 MPa。降温速率的增大导致针状α'马氏体增多,长针状马氏体破碎形成网篮状马氏体组织,虽然热影响区的硬度没有明显变化,但是拉伸强度略有降低。结论在TC4钛合金实际焊接中,确保峰值温度高于钛合金组织的完全相变温度,可提高钛合金激光焊接接头的力学性能。

关键词：钛合金热模拟热影响区组织力学性能

刀具磨损因素分析及对CFRP制孔质量的影响

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复合材料科学与工程 2024年第4期 111-116页

作者：周欣康位浩杰陈晓龙王佳鑫卢大伟谢辉航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610031

为了保证碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)加工质量,研究刀具磨损对CFRP制孔质量的影响,本文制备了CFRP层压板样件,对刀具磨损规律、刀具磨损与CFRP制孔质量的关联性进行定量试验研究。使用数字显微镜跟踪标定制孔过程中的后刀面磨损量VB... 详细信息

为了保证碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)加工质量,研究刀具磨损对CFRP制孔质量的影响,本文制备了CFRP层压板样件,对刀具磨损规律、刀具磨损与CFRP制孔质量的关联性进行定量试验研究。使用数字显微镜跟踪标定制孔过程中的后刀面磨损量VB,绘制了刀具磨损曲线,对不同转速下的后刀面磨损规律进行了定量对比分析。同时通过对制孔后的出口毛刺长度和分层情况进行试验标定,分别利用出口毛刺缺陷因子和制孔分层缺陷因子对制孔质量进行评价,绘制了缺陷因子与VB的相关曲线,对刀具磨损因素及对制孔质量的影响进行了定量分析。结果表明:高转速下刀具更早进入急剧磨损,但在急剧磨损阶段,低转速下刀具磨损更快;刀具进入急剧磨损阶段后,刀具磨损逐渐成为出口缺陷的主要原因,且刀具磨损量相同时高转速下制孔质量更高。

关键词：碳纤维增强树脂基复合材料刀具磨损缺陷因子钻削制孔质量