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轻质高导电金属化碳纳米管薄膜的制备及其雷击防护性能

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复合材料学报 2024年第1期41卷 196-206页

作者：席佳琦戴亚光夏雷王玉琼杨文刚吕卫帮上海大学材料科学与工程学院上海200444 沈阳飞机设计研究所沈阳110035 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所先进纳米复合材料创新中心苏州215123

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)导电性差,无法满足飞机航行过程中的雷击防护需求。金属化碳纳米管薄膜具备轻质、高导电、高载流的特点,可应用于复合材料雷击防护。采用电化学沉积工艺成功制备了一种碳纳米管(CNT)/Cu复合薄膜,并对其... 详细信息

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)导电性差,无法满足飞机航行过程中的雷击防护需求。金属化碳纳米管薄膜具备轻质、高导电、高载流的特点,可应用于复合材料雷击防护。采用电化学沉积工艺成功制备了一种碳纳米管(CNT)/Cu复合薄膜,并对其微观结构、电学性能及载流失效行为进行了表征分析。结果表明,CNT/Cu复合薄膜柔性较好,具有明显的梯度结构,铜的含量在薄膜厚度方向上逐渐递减。复合薄膜电导率与Cu同一量级,比电导率为Cu的2倍,载流量及比载流量分别为商用铜网的1.4倍和7倍。复合薄膜中的CNT抑制了Cu在大载流作用下电迁移的发生,进而延长其载流失效时间。基于CNT/Cu复合薄膜制备了CFRP雷击防护试样,进行人工模拟雷击试验及高精度损伤分析,评估雷击防护效果。与商用铜网雷击防护材料相比,CNT/Cu复合薄膜质量减轻61%,且表现出更为优异的雷击防护性能。

关键词： CNT/Cu 复合材料电学性能金属化雷击防护无损分析碳纤维增强树脂基

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复合材料飞机副油箱双尺度铺层设计研究

航空学报 2024年

作者：刘琛何晨高文明王显峰江林程硕李勇肖军南京航空航天大学材料科学与技术学院中航工业合肥江航飞机装备股份有限公司

以飞机复材副油箱为研究对象，发展“整体-局部”双尺度铺层设计方法，对具有多尺度特征的封闭椭球体飞机副油箱整体与局部铺层进行了优化设计和分析。首先，基于副油箱特征结构，发展了副油箱结构力学分析方法，构建了具备防雷击功能... 详细信息

以飞机复材副油箱为研究对象，发展“整体-局部”双尺度铺层设计方法，对具有多尺度特征的封闭椭球体飞机副油箱整体与局部铺层进行了优化设计和分析。首先，基于副油箱特征结构，发展了副油箱结构力学分析方法，构建了具备防雷击功能的碳纳米管复合材料力学求解模型，综合分析蒙皮-筋条铺层结构在等效静强度和冲击工况下的载荷响应，并针对最佳铺层方案提出一种铺层顺序优化方法完成初步铺层优化；然后，考虑局部变厚度插层区的应力不均匀和层间/富树脂区损伤失效，采用内聚力单元和分层建模策略建立了变厚度试样细观力学模型，基于“子模型”和“壳-固”耦合技术，建立了副油箱局部变厚度结构求解模型，并提出了协同改善局部变厚度区受力的整体结构铺层设计方案；最终，根据整体-局部铺层优化后的设计方案，进行静力学、模态、冲击动力学分析，完成对副油箱整体结构的强度校核和验证。

关键词：复合材料铺层设计飞机副油箱多尺度变厚度插层

综合振动信号能量比和幅值标准差的铣削颤振实时监测方法

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机械工程学报 2024年第14期60卷 11-23页

作者：李超张俊田辉赵万华西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710054 中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089

航空航天装备中诸多薄壁结构件铣削加工过程中的颤振现象是影响加工质量的主要因素之一,为避免颤振的持续发生,提出综合振动信号能量比和幅值标准差的铣削颤振实时监测方法。首先通过三向加速度传感器测得铣削加工过程中的主轴实时振动... 详细信息

航空航天装备中诸多薄壁结构件铣削加工过程中的颤振现象是影响加工质量的主要因素之一,为避免颤振的持续发生,提出综合振动信号能量比和幅值标准差的铣削颤振实时监测方法。首先通过三向加速度传感器测得铣削加工过程中的主轴实时振动信号,其次从中提取能量比和辅助监测指标幅值标准差,然后进行特征层融合并得到6个监测指标,最后监测模型输出采样时间段的铣削加工状态。测试试验结果表明,当所有工艺参数都变化时,该方法对颤振状态的识别准确率可达99.07%。数值试验结果则表明该方法能够满足在线颤振监测的实时性要求。该方法有效解决了铣削颤振在线监测应用的两大难点——泛化性(工艺泛化能力)差和实时性低。

关键词：能量比幅值标准差主轴振动信号特征层融合铣削颤振

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常幅值疲劳数据与随机疲劳数据的等效

长沙航空职业技术学院学报 2024年第1期24卷 26-29页

作者：李冬冬常玲玲张壮中航西飞民用飞机有限责任公司工程技术中心陕西西安710089

为了得到随机环境下的疲劳寿命数据,基于Bendat法和Miner线性累积损伤,将常幅值疲劳数据转化为等效随机疲劳数据,并与文献中的随机疲劳数据进行对比,有较好的拟合结果。根据此方法,计算得到飞机结构中典型材料的随机疲劳数据,与文献中... 详细信息

为了得到随机环境下的疲劳寿命数据,基于Bendat法和Miner线性累积损伤,将常幅值疲劳数据转化为等效随机疲劳数据,并与文献中的随机疲劳数据进行对比,有较好的拟合结果。根据此方法,计算得到飞机结构中典型材料的随机疲劳数据,与文献中随机振动下耐久性试验数据相差不大。此法可以得到随机疲劳寿命数据,从而对随机振动疲劳进行快速评估,对结构设计有一定的参考意义。

关键词：随机振动常幅值疲劳数据随机疲劳数据振动疲劳寿命

新时代航空强国建设背景下卓越工程师培养路径选择

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中阿科技论坛（中英文） 2024年第1期 123-128页

作者：黄万甲陈思宇肖琳中航通飞华南飞机工业有限公司广东珠海519040

建设航空强国,全方位、多层次、专业化、国际化的高素质专业人才队伍建设是关键,加快航空人才发展是我国在激烈的国际竞争中赢得主动的重大战略选择。在新时代航空强国建设背景下,航空企业应重视专业、高效的团队协作,面对新技术领域,... 详细信息

建设航空强国,全方位、多层次、专业化、国际化的高素质专业人才队伍建设是关键,加快航空人才发展是我国在激烈的国际竞争中赢得主动的重大战略选择。在新时代航空强国建设背景下,航空企业应重视专业、高效的团队协作,面对新技术领域,充分发挥人才的创新能力。文章通过分析整合研发中心、生产制造中心技术专家、技术骨干的重要政策意见,构建了卓越工程师能力素质模型,并围绕卓越工程师培养具体要求,探讨了企业内部卓越工程师的培养模式及实现路径,旨在为打造满足航空企业发展与改革需求的卓越工程师队伍提供理论依据和实践指导。

关键词：卓越工程师能力素质模型航空强国

补料比及反冲推头倾角对Y型管内高压成形质量的影响研究

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精密成形工程 2024年第5期16卷 149-155页

作者：袁姣郭全庆王忠健贺锐睿徐雪峰谢君中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089 南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063 南昌航空大学工程训练中心南昌330063

目的解决5A02铝合金Y型管在内高压成形过程中易出现破裂和内凹缺陷的问题,以获得最佳成形质量的管件,对成形中的补料比和反冲推头倾角进行研究。方法使用内高压成形机进行实验,分析了管件的表面质量、管件壁厚分布情况,研究了补料比和... 详细信息

目的解决5A02铝合金Y型管在内高压成形过程中易出现破裂和内凹缺陷的问题,以获得最佳成形质量的管件,对成形中的补料比和反冲推头倾角进行研究。方法使用内高压成形机进行实验,分析了管件的表面质量、管件壁厚分布情况,研究了补料比和反冲推头倾角对Y型管成形质量的影响。选取端面倾角大小分别为0°、13.5°、27°的反冲推头进行实验,设计了1.5∶1、2∶1、2.5∶1和3∶14组补料比进行对比分析。结果比较3种不同反冲推头成形得到的管件,通过对支管成形效果的分析,确定13.5°为最佳反冲推头倾角;补料比在1.5~2.5时可成形出Y型管,补料比为2∶1时,Y型管成形质量最好。为获得成形质量高的Y型管,需选择补料比为2∶1的加载路径和端面倾角为13.5°的反冲推头进行实验。结论采用合适的反冲推头端面倾角,既可以使Y型管获得理想高度的支管,又可有效地抑制成形中期支管出现的破裂缺陷;选择合理的补料比可以避免过渡圆角内凹缺陷,也可以改善Y型管的壁厚分布情况,进一步提升管件最终的成形质量。

关键词：内高压成形 Y型管 5A02铝合金补料比反冲推头倾角

民用飞机机翼翼尖端部全高度泡沫芯壁板制造技术

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工程塑料应用 2024年第3期52卷 64-69页

作者：苏霞刘训新李春媛张皓彧张瑞琪元振毅中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089 西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048

民用飞机机翼翼尖端部组件结构为全高度泡沫夹芯壁板,由“C”形端隔板、尾边条、楔形块、泡沫芯、外蒙皮组成,型面公差要求严,装配关系复杂,制造过程极易引发内部无损与结构变形,对结构制造工艺的可行性与稳定性提出了严重挑战。通过对... 详细信息

民用飞机机翼翼尖端部组件结构为全高度泡沫夹芯壁板,由“C”形端隔板、尾边条、楔形块、泡沫芯、外蒙皮组成,型面公差要求严,装配关系复杂,制造过程极易引发内部无损与结构变形,对结构制造工艺的可行性与稳定性提出了严重挑战。通过对泡沫胶接质量验证、泡沫芯进行压缩试验验证,验证了胶膜黏接质量可靠性,同时得出泡沫芯厚度的1%作为蠕变压缩的工艺补偿量。采用AIRPAD-碳布叠层压力垫结构形式,使其在高温固化过程中进行膨胀从而有效进行压力均匀传递,保证端隔板零件制造厚度和消除表面皱褶。对外蒙皮加强层、整层、迎风面进行铺层展开可行性分析,对于无法展开区域按平行于纤维方向进行工艺分片,按照规范拼层错缝调整,在满足设计要求下进行剪口处理,从而保证料片外形与产品外形一致性。为控制组件共胶接质量,采用上/下组合模形式,组合模选用复合材料结构上半模,保证其具有随热压预浸料厚度下降而适应性形变的韧性。通过上述研究成功研制符合设计要求的合格产品并进行装机应用。

关键词：复合材料泡沫夹芯壁板蠕变闭合模厚度控制

激光增材制造近β钛合金显微组织与力学性能研究

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材料开发与应用 2024年第1期39卷 30-37页

作者：李海涛齐敏陈冬梅黄森森王倩马英杰雷家峰中航工业沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110035 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

研究了激光沉积打印Ti55511钛合金的显微组织和室温拉伸性能,表征了打印态、热处理态Ti55511合金的晶粒形态及晶体学织构,分析了不同退火热处理温度对激光增材制造钛合金强塑性的影响。结果表明,原始打印态Ti55511钛合金由粗大的β晶粒... 详细信息

研究了激光沉积打印Ti55511钛合金的显微组织和室温拉伸性能,表征了打印态、热处理态Ti55511合金的晶粒形态及晶体学织构,分析了不同退火热处理温度对激光增材制造钛合金强塑性的影响。结果表明,原始打印态Ti55511钛合金由粗大的β晶粒组成,并且β晶粒以柱状晶和等轴晶两种类型的晶粒交替生长,呈现竹节状形态。在打印态Ti55511组织中,β基体析出的α片层提供了大量的界面,有效阻碍了位错运动,使合金具有高强度和低塑性。580℃退火热处理后,合金的屈服强度、抗拉强度变化不明显,伸长率有一定的提升。进一步提高退火温度至620℃后,合金的屈服强度、抗拉强度降低,但强度值依然大于1000 MPa,同时伸长率大幅提升。因此,可通过退火热处理调控α晶粒的尺寸和体积分数,以提高合金的强塑性匹配。当应力平行于Z方向时,样品的屈服强度、抗拉强度略低于垂直于Z方向的,而伸长率显著高于应力垂直于Z方向的。

关键词： Ti55511钛合金增材制造显微组织力学性能

基于LSTM-POD的汽车湍流尾迹的高时间分辨速度场重构

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汽车工程 2024年第7期46卷 1302-1313页

作者：杨志刚李俣静夏超王梦佳余磊同济大学汽车学院上海201804 同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804 北京民用飞机技术研究中心北京102211

本文针对方背Ahmed汽车标模的湍流尾迹,建立基于长短时记忆法(long short-term memory,LSTM)和本征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)相结合的深度学习模型LSTM-POD。通过建立非时间分辨平面速度场POD模态系数和若干离散... 详细信息

本文针对方背Ahmed汽车标模的湍流尾迹,建立基于长短时记忆法(long short-term memory,LSTM)和本征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)相结合的深度学习模型LSTM-POD。通过建立非时间分辨平面速度场POD模态系数和若干离散点的时间分辨速度信号的映射关系,实现了方背Ahmed汽车标模湍流尾迹流场的高时间分辨率重构,并对比了不同时间步长配置,即单时间步长(LSTM-Sin)和多时间步长(LSTM-Mul)对重构效果的影响。研究表明:LSTM-POD模型在时间序列重构中具有较强的学习和泛化能力。另外,LSTM-Mul考虑到了时间上的连续性和相关性,相较于LSTM-Sin,其重构出的低阶模态系数和速度场与POD的重构结果更吻合。本研究提出的深度学习模型可以缓解通过实验及高精度数值模拟获取高时间分辨率流场数据资源消耗大、计算效率低等问题。

关键词：汽车湍流尾迹深度学习流场重构本征正交分解长短时记忆法