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采用多元非线性回归模型的无头铆钉安装干涉量预测

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西安交通大学学报 2024年第1期58卷 157-166页

作者：李晓锋常正平高雅芝霍永兴宋建生王仲奇西北工业大学机电学院西安710072 中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089

为明晰被连接件材料性能对安装干涉量的影响规律,并进一步为新材料扩展应用提供可靠性预测,在铆接过程有限元仿真数据基础上,提出了一种采用多元非线性回归模型的无头铆钉安装干涉量预测方法。首先,根据实际铆接过程建立有限元仿真模型... 详细信息

为明晰被连接件材料性能对安装干涉量的影响规律,并进一步为新材料扩展应用提供可靠性预测,在铆接过程有限元仿真数据基础上,提出了一种采用多元非线性回归模型的无头铆钉安装干涉量预测方法。首先,根据实际铆接过程建立有限元仿真模型,通过铆接试验验证模型有效性。然后,采用有限元和正交试验法,研究了被连接件弹性模量、屈服强度、强化系数和应变强度指数及其交互作用对铆接干涉量水平的显著性,明确了各因素对安装干涉量的影响效果。最后,选用幂函数作为多元非线性回归的函数形式,剔除显著性较低因素项,建立了待测位置干涉量回归预测模型。结果表明,在一定铆接工艺条件下,屈服强度和应变强度指数及其交互作用是影响干涉量水平的主要因素。对比模拟值与回归模型预测值发现两者变化趋势一致,且误差不超过10%,表明干涉量多元回归预测模型具有有效性。

关键词：干涉量多元非线性回归无头铆钉正交试验法

国产T800级碳纤维环氧预浸料室温储存性能

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工程塑料应用 2024年第4期52卷 128-134页

作者：祝林王浩军郑超赵虎李尧中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089

预浸料在室温下的老化会导致预浸料理化性能与工艺性能的变化,甚至对复合材料构件的质量产生不利影响。为研究新一代国产T800级高韧性AC531环氧预浸料的室温储存性能,考察了室温储存时间对单向带与织物预浸料的树脂流动度、挥发份含量... 详细信息

预浸料在室温下的老化会导致预浸料理化性能与工艺性能的变化,甚至对复合材料构件的质量产生不利影响。为研究新一代国产T800级高韧性AC531环氧预浸料的室温储存性能,考察了室温储存时间对单向带与织物预浸料的树脂流动度、挥发份含量、固化反应程度以及黏性的影响,并且使用不同储存时间的预浸料制备了大厚度、大曲率L型复合材料构件,对复合材料构件的内部质量、单层固化厚度以及力学性能进行了测试。结果表明,室温储存30 d后,预浸料的树脂流动度略有降低,挥发份含量略有升高,固化度上升,单向带预浸料黏性等级变为4级,织物预浸料黏性等级变为3级,预浸料的工艺性降低,织物预浸料的黏性保持期优于单向带预浸料。储存30 d后的预浸料制备的大厚度大曲率L型复合材料构件,仍具有较高的内部质量,单层固化厚度满足要求,复合材料的弯曲强度与层间剪切强度几乎保持不变。

关键词：预浸料储存性能树脂流动度固化度黏性力学性能内部质量

芯杆齐平度偏差对抽芯铆钉力学性能影响及机理分析

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航空制造技术 2024年第9期67卷 20-27页

作者：林伟邱建平史建猛周莹郝浩杰张斌中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089

抽芯铆钉广泛应用于航空制造与装配领域,其芯杆断面相对钉套头表面凸出量(芯杆齐平度)有定量规定标准,但芯杆齐平度对于连接结构力学性能的影响并不明确。针对这一问题,开展了不同芯杆齐平度下装配结构的静力学性能及疲劳性能试验,并对... 详细信息

抽芯铆钉广泛应用于航空制造与装配领域,其芯杆断面相对钉套头表面凸出量(芯杆齐平度)有定量规定标准,但芯杆齐平度对于连接结构力学性能的影响并不明确。针对这一问题,开展了不同芯杆齐平度下装配结构的静力学性能及疲劳性能试验,并对结构的装配以及静力学性能进行了仿真验证。通过试验探究发现,芯杆齐平度合格样件剪切力破坏强度平均值为9570.535 N,标准差为107.001 N,芯杆齐平度不合格样件剪切力破坏强度平均值为9532.14 N,标准差为327.261 N,两者标准差差异显著,可见相较于超差试样,合格试样结构稳定性更强;疲劳试验中芯杆齐平度合格样件疲劳循环次数平均值为456770次,芯杆齐平度不合格样件疲劳循环次数平均值为456022.7次,疲劳强度受该方面的影响较小。对抽铆的仿真发现,两种情况下芯杆的绝对干涉量几乎没有区别,该结论解释了为何两组试验的剪切力没有太大区别,并且在仿真过程中发现两者的力–位移曲线几乎没有区别,进一步验证了试验结论。

关键词：抽芯铆钉芯杆齐平度静力学性能疲劳性能数值模拟

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考虑单向预浸料弯曲性能的有限元仿真

复合材料学报 2024年第7期41卷 3822-3830页

作者：何靓赵安安徐小伟王小凯胡大豹梁彪中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089 西北工业大学机电工程学院西安710072

热固性树脂基预浸料沿纤维方向具有极高的拉伸模量和较小的弯曲刚度,准确描述预浸料的这种力学特性对于成型过程中褶皱等缺陷的预测与抑制、提升成型过程的有限元仿真精度具有重要意义。本文建立了基于纤维方向准确跟踪并考虑非线性剪... 详细信息

热固性树脂基预浸料沿纤维方向具有极高的拉伸模量和较小的弯曲刚度,准确描述预浸料的这种力学特性对于成型过程中褶皱等缺陷的预测与抑制、提升成型过程的有限元仿真精度具有重要意义。本文建立了基于纤维方向准确跟踪并考虑非线性剪切行为的单向预浸料本构模型,并通过共节点壳膜混合单元实现了预浸料高拉伸模量和低弯曲刚度的解耦。同时,以国产AC531/CCF800H单向预浸料为对象,系统测量了未固化预浸料的拉伸模量、剪切模量和弯曲刚度。最后,通过单向预浸料的偏轴拉伸试验和轴向压缩试验分别验证了本文所建立的有限元模型在膜单元和壳单元主导的受力条件下的有效性。

关键词：预浸料拉弯解耦壳膜混合有限元法弯曲刚度

基于AMESim的航空齿轮泵流体流量脉动特性仿真分析

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噪声与振动控制 2024年第2期44卷 77-81页

作者：王元元冯小玉郝精一中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089

航空齿轮泵在工作过程中产生流量脉动,不仅影响自身的性能和寿命,还会直接影响航空液压系统的可靠性。本文采用AMESim建立了航空齿轮泵的系统模型,对比分析了航空齿轮泵流体理论流量、基频与仿真流量、基频,并研究了转速、齿数、模数和... 详细信息

航空齿轮泵在工作过程中产生流量脉动,不仅影响自身的性能和寿命,还会直接影响航空液压系统的可靠性。本文采用AMESim建立了航空齿轮泵的系统模型,对比分析了航空齿轮泵流体理论流量、基频与仿真流量、基频,并研究了转速、齿数、模数和齿宽对航空齿轮泵流体流量脉动的影响。研究表明,系统仿真结果与理论解相一致,验证了航空齿轮泵系统模型的正确性;随着转速、齿数、模数和齿宽的增加,航空齿轮泵流体流量脉动幅值均呈增大的趋势,随着转速的增加流量脉动率几乎没有变化,随着齿数的增加流量脉动率呈降低的趋势,随着模数和齿宽的增加流量脉动率呈增加的趋势;同时发现航空齿轮泵流体流量脉动呈宽频多谐波特征。研究结果为抑制航空齿轮泵流体流量脉动提供了理论基础和技术支持。

关键词：振动与波航空齿轮泵流体流量脉动 AMESim

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U型框类零件双向拉深成形研究

塑性工程学报 2024年第1期31卷 118-125页

作者：雷青哲王悉颖姜涛周健段崇翟攀中航西安飞机工业集团股份有限公司陕西西安710089

针对U型框类零件成形质量不稳定、修整手工量大等问题,通过对零件结构的分析研究,借助CATIA对其进行了工艺补充面设计,并借助数值模拟对成形过程进行了仿真,研究了双向拉深成形工艺,设计了一种特有传力方式的双向拉深模具结构;选取凸凹... 详细信息

针对U型框类零件成形质量不稳定、修整手工量大等问题,通过对零件结构的分析研究,借助CATIA对其进行了工艺补充面设计,并借助数值模拟对成形过程进行了仿真,研究了双向拉深成形工艺,设计了一种特有传力方式的双向拉深模具结构;选取凸凹模间隙、摩擦因数、压边力及拉深速度4个因素为优化变量,通过正交试验得出最优工艺参数组合,即压边力大小为30 kN、摩擦因数为0.1、凸凹模间隙为1.6 mm、拉深速度为6000 mm·s^(-1);最后针对拉深后回弹现象,对校正模进行了分析和设计并修整。生产试验表明,此模具结构可以很好地改善零件成形质量,提高效率并满足生产及设计要求。

关键词： U型框类零件数值模拟双向拉深成形正交试验拉深模

超大空间温度变化对飞机装配协调精度的影响规律

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科学技术与工程 2024年第14期24卷 6089-6098页

作者：杜坤鹏刘琦杨亚鹏陈杰中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089

飞机大型构件一般由多材料、多尺寸零/组件按照一定工艺装配而成,大尺寸装配空间场内的温度变化会引起零/组件在装配过程中产生较大且不一致的热变形,进而影响飞机产品装配协调精度。基于百万立方米全域作业空间内的飞机大型复材构件的... 详细信息

飞机大型构件一般由多材料、多尺寸零/组件按照一定工艺装配而成,大尺寸装配空间场内的温度变化会引起零/组件在装配过程中产生较大且不一致的热变形,进而影响飞机产品装配协调精度。基于百万立方米全域作业空间内的飞机大型复材构件的高精度装配需求,研究了温度变化对工装及产品在不同材料组合方式的热变形影响。以5米级飞机典型复材翼盒构件装配为分析对象,结果表明当温度变化5℃时,影响装配协调精度偏差为0.1~0.2 mm。因此,在装配工艺设计过程中,需要考虑±5℃的温度变化对产品装配热变形的误差补偿,对提高飞机装配协调精度具有重要意义。

关键词：飞机装配协调复材构件热变形厂房温度变化热变形仿真

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钢铁镀镉零件黑斑原因探析及改进

包装工程 2024年第15期45卷 307-312页

作者：盛永清王浩军陈素明中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089

目的针对夏季多雨季节,飞机支座和螺栓等钢铁镀镉零件在周转/装配期间表面易出现黑斑现象,通过镀镉层表面成分分析定位产生原因并制定改进措施。方法通过镀镉层黑斑和正常区宏观形貌观察、扫描电镜及能谱分析表面成分;通过控制电镀镉前... 详细信息

目的针对夏季多雨季节,飞机支座和螺栓等钢铁镀镉零件在周转/装配期间表面易出现黑斑现象,通过镀镉层表面成分分析定位产生原因并制定改进措施。方法通过镀镉层黑斑和正常区宏观形貌观察、扫描电镜及能谱分析表面成分;通过控制电镀镉前处理及铬酸盐钝化、临时防护等耐湿热腐蚀对比试验,验证改进措施有效性。结果通过表面能谱成分分析,黑斑区域无Cr确定了镀镉铬酸盐钝化膜不连续、Al元素含量异常确定了前处理吹砂介质残留致使镉层不连续;通过电镀镉钝化和未钝化状态的耐湿热腐蚀、涂敷F-35防锈油试验验证,确定彻底清理前处理吹砂介质残留、电镀镉铬酸盐钝化膜老化等改进措施可保证镀镉层及钝化膜完整,F-35防锈油临时防护可有效提高镀镉层耐蚀性。结论镀前预处理、镀镉及后处理过程控制对镀镉层质量起决定性作用,零件制造周转有效防护对镀层完整性持续保持至关重要,防锈油等临时防护可有效提高镀层的防护性能。

关键词：镀镉钝化黑斑

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复合材料半自动制孔刀具结构设计与试验研究

工具技术 2024年第10期58卷 100-103页

作者：高飞幸锐刘艳芳金术俊中航西安飞机工业集团股份有限公司

采用传统硬质合金刀具对碳纤维复合材料进行半自动制孔时容易产生烧伤、分层、撕裂等质量缺陷,本文对刀具材料和结构进行优化设计,提出一种PCD钻头和台阶式PCD扩孔钻,通过开展PCD和硬质合金刀具半自动制孔试验,分析孔壁温度、刀具磨损... 详细信息

采用传统硬质合金刀具对碳纤维复合材料进行半自动制孔时容易产生烧伤、分层、撕裂等质量缺陷,本文对刀具材料和结构进行优化设计,提出一种PCD钻头和台阶式PCD扩孔钻,通过开展PCD和硬质合金刀具半自动制孔试验,分析孔壁温度、刀具磨损及出孔面质量,得出该刀具具有切削热量低、轴向力和径向力小的特点,能够减少碳纤维过热、烧伤和出孔面分层、撕裂的风险。

关键词：碳纤维硬质合金刀具半自动制孔 PCD