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期刊信息/Journal information
航空材料学报
中国航空学会 中国航发北京航空材料研究院
航空材料学报

中国航空学会 中国航发北京航空材料研究院

戴圣龙

双月刊

1005-5053

hkclxb@biam.ac.cn

010-62496277

100095

北京81信箱44分箱

航空材料学报/Journal Journal of Aeronautical MaterialsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为学术性季刊，由中国航空学会主办，北京航空材料研究院承办，国内外公开发行。目前已被美国工程索引（EI）和美国化学文摘（CA）收录，并已加入中国学术期刊（光盘版）、中国期刊网。本刊办刊宗旨是：反映我国航空材料、热工艺及理化测试方法的最新研究成果，促进国内外学术交流。主要面向从事航空材料研究、设计和生产的专业技术和高等院校有关专业的教师和学生。
正式出版
收录年代

    Ni-Ti基合金的应变玻璃转变及其研究进展

    赵新青王凯吕超张凯超...
    1-14页
    查看更多>>摘要：近等原子比Ni-Ti合金因热弹性马氏体相变而呈现形状记忆效应和超弹性,并广泛应用于生物医疗和诸多工业领域.近年来的理论和实验研究表明,当近等原子比Ni-Ti合金引入足够的缺陷(如溶质原子、位错以及纳米析出物)时,这些缺陷导致的相变阻力可有效抑制合金的一级马氏体相变,并代之以短程有序的晶格应变微区(纳米马氏体畴)为显著特征的应变玻璃转变.Ni-Ti基应变玻璃具有宏观晶体结构不变、各态遍历性缺失、动态力学性能随频率弥散分布和高阻尼等特征.尽管应变玻璃在冷却过程中不发生一级马氏体相变,但因应力加载诱发应变玻璃向马氏体转变及应力卸载时的逆转变,应变玻璃仍然可呈现出优异的形状记忆效应和超弹性.应变玻璃合金的超弹性与缺陷类型及浓度密切相关,缺陷浓度不高的应变玻璃具有与传统Ni-Ti基合金类似的超弹性行为;高缺陷浓度的应变玻璃在温度场和应力场作用下发生应变玻璃↔R相变,其超弹性具有小回复应变、窄滞后和宽温域特征.Ni-Ti合金可通过变形引入大量位错缺陷,以实现其应变玻璃转变.应变玻璃在应力作用下如果只涉及纳米畴演化而不发生B19′马氏体转变,可表现出具有窄滞后特征(近线性)的大超弹性,其物理机制在于应力作用下纳米畴的演化不需要形核过程,从而避免因形核导致的能量损耗.本文综述了Ni-Ti基合金应变玻璃转变的提出、奇异性质及其研究进展,并对基于应变玻璃转变的Ni-Ti基宽温域超弹性合金设计原理及工程应用作了简要介绍.

    Ni-Ti基马氏体相变应变玻璃转变形状记忆效应超弹性

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    粉末冶金纳米颗粒增强钛基复合材料研究进展

    李劭鹏隋晓东王美琦肖山...
    15-25页
    查看更多>>摘要：钛基复合材料(TMCs)作为新一代轻质高性能金属结构材料在航空、航天等重大装备领域展现出广阔的应用前景.与传统微米增强TMCs相比,纳米增强TMCs在强塑性协同与热变形能力等方面展现出更为显著的优势,但目前由于纳米增强体分散性和热稳定性等问题,材料的性能潜力尚未充分发挥.如何设计TMCs的复合体系和制备途径引入纳米增强体,并在热加工与热处理过程中保持稳定性,一直是纳米颗粒增强TMCs面临的严峻挑战.本文围绕粉末冶金纳米颗粒增强TMCs工艺特点、制备方法、组织特征与力学性能等方面分析研究现状和进展,指出纳米增强体分散性、热稳定性等制约其发展的基础问题,提出未来研究的发展方向.未来应侧重的研究方向有:(1)碳纳米材料增强TMCs的界面反应控制与热稳定设计;(2)纳米颗粒增强TMCs粉体的批量化低成本制备技术;(3)纳米颗粒增强TMCs专用热变形及热处理工艺研究;(4)纳米颗粒增强TMCs组织构型化设计及强韧化机理研究;(5)纳米颗粒增强TMCs材料其他关键力学性能研究.

    纳米颗粒增强钛基复合材料粉末冶金微观组织力学性能强化机理

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    光固化型3D打印聚合物材料研究进展

    胡飞洋李昊丁栾书杨毛财旺...
    26-43页
    查看更多>>摘要：光固化 3D打印是增材制造领域中发展历史最为悠久,也是目前发展速度最快、应用最为广泛的技术之一.这项技术利用紫外光或其他形式的光源实现液态光敏聚合物的快速固化,制造出传统加工方法难以实现的具有复杂几何结构的产品.本文总结 3D打印光固化聚合物材料的最新研究进展,涵盖不同类型的光固化聚合物材料,包括具有高重塑能力的热塑性聚合物、结构稳定性良好的热固性聚合物以及具有亲水性网络交联结构的水凝胶.此外,详细介绍光固化 3D打印聚合物在生物医疗、柔性电子器件、软机器人、能源存储和航空航天等领域的研究与应用;还探讨光固化技术在 4D打印中的应用,突出 4D打印在动态材料和智能制造方面的潜力.未来,光固化3D打印技术将朝着高性能聚合物复合材料的研发、智能化与自动化打印系统的集成,以及与人工智能等前沿技术深度结合等方向迈进,不断推动其在高精尖领域和制造业中的应用与变革.

    3D打印光固化聚合物材料研究应用

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    7075/6061铝合金TIG焊搭接接头疲劳性能评估

    廖祥雲王瑞杰刘国寿赵平林...
    44-52页
    查看更多>>摘要：对 7075/6061铝合金TIG角焊缝搭接试件进行恒幅疲劳测试,根据热点应力法与临界距离法细节分别建立有限元应力应变分析模型,在模型中提取最大主应力变化范围进行分析.基于有限元应力应变分析结果并结合IIW推荐的S-N曲线估算不同载荷下焊缝接头的疲劳寿命.结果表明:试件主要在 7075侧焊趾处断裂,而有限元模型中最大应力应变集中部位均位于 7075侧焊趾,两者基本一致.预测寿命与实际寿命对比可知,在低周疲劳范围内热点应力法在进行板厚修正的基础上可较好地预测TIG焊件的疲劳寿命,且预测结果误差均在 2个因子范围内.临界距离法中点法和线法均能对热点应力进行预测,其中点法预测精度更高,线法预测精度稍差.

    TIG焊热点应力法临界距离法疲劳寿命有限元分析

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    喷丸强度对DD6单晶高温合金表面完整性的影响

    盖鹏涛武赟华曹子文魏大盛...
    53-61页
    查看更多>>摘要：单晶涡轮叶片作为航空发动机关键部件,其服役寿命与表面完整性紧密相关,通常需要对其表面进行喷丸强化以满足性能需求.基于此,本工作采用表面轮廓仪、扫描电镜、显微硬度仪和应力测定仪等,系统研究了喷丸前和不同喷丸强度(0.15、0.2 mmA和 0.25 mmA)处理对DD6单晶高温合金的表面形貌及粗糙度、近表层微观组织、硬度和残余应力等表面完整性指标的影响规律.结果表明:喷丸强化后的DD6单晶高温合金表面原始机加工痕迹减弱,合金表面粗糙度由 0.15 mmA试样的 0.507 μm增大到 0.25 mmA的 0.883 μm;在近表面产生了一层梯度塑性变形层,剧烈变形层深度由 0.15 mmA试样的 45 μm逐渐增大到 0.25 mmA的 98 μm;表面硬度值由原始机加工试样 490HV逐渐增大到 0.25 mmA的 738HV,硬化层深度也达到 260 μm;合金在 0.2 mmA喷丸强度下表面残余压应力达到最大,约为-821.2 MPa.

    DD6单晶高温合金喷丸强化表面完整性残余应力塑性变形

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    激光冲击强化加工路径对齿轮钢表面力学性能影响规律研究

    薛成雷敦财颜雪源臧顺来...
    62-69页
    查看更多>>摘要：对于齿轮类航空发动机附件传动系统零件,复杂的工作环境对齿轮表面抗疲劳和耐磨性能提出更高要求.激光冲击强化技术通过使材料表面发生剧烈塑性变形,引入残余压应力,同时提升表面硬度.均匀的残余应力场和表面硬度分布对提升零件疲劳寿命和耐磨性尤为重要,因此,如何获得均匀的残余压应力场和硬度分布,是激光冲击强化工艺研究的一个重要方面.本工作提出一种 4层搭接激光冲击强化加工路径方案,采用有限元数值模拟和实验相结合方法,分析激光冲击强化后残余应力和显微硬度力学性能参数的特征.采用有限元数值模拟方法,对多点冲击 9310齿轮钢材料的残余应力空间分布均匀性进行研究.采用实验方法,分析激光能量和冲击次数对9310齿轮钢材料残余应力和显微硬度的影响.结果表明,4层搭接激光冲击强化加工路径方案,能够获得较均匀的表面残余压应力场;随着激光能量和冲击次数增加,表面残余应力和显微硬度也随之增大,但增加幅度会减少,表现出一定饱和趋势.

    激光冲击强化有限元法残余应力多点冲击

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    浇注温度对DD419单晶高温合金组织及持久性能的影响

    张辉丁强刘纪德
    70-79页
    查看更多>>摘要：研究不同浇注温度的DD419单晶高温合金在 850℃/650 MPa、1050℃/190 MPa、1100℃/130 MPa下的持久性能,并采用SEM、EDS和TEM分析不同浇注温度下的组织形态和成分偏析,研究其对持久性能的影响.结果表明:浇注温度降低,合金一次枝晶间距增大,共晶含量和显微孔洞增多,同时γ′相尺寸减小.在高温低应力(1100℃/130 MPa)下持久性能受γ′相尺寸的影响大于显微孔洞和残余共晶含量,细小弥散的γ′相有利于合金的持久性能,因此 1500℃浇注的合金持久性能最佳.中温高应力下γ′相被大量位错切割,弥散的γ′相更利于位错塞积.同时不同浇注温度下的合金均保持了良好的伸长率,但随着浇注温度的降低,3种测试条件下的断面收缩率下降.浇注温度对合金的断口形貌影响不大,850℃/650 MPa持久断口附近的γ′相依旧保持立方形态,断裂机制为混合断裂,其他条件下γ′相均发生了筏化,断裂机制均为微孔聚集型断裂.

    DD419浇注温度持久性能显微孔洞断裂机制

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    CFRP低速冲击损伤成像精度提升算法研究

    吴项南程小劲李琪鑫尚建华...
    80-90页
    查看更多>>摘要：碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)遭受低速冲击后会发生微小且隐蔽的损伤,损伤的存在会显著降低CFRP材料的承载力和服役寿命.C扫描是超声成像的常用方法,针对CFRP低速冲击内部损伤的 C扫描成像精度低这一问题,使用梯度算子对原始图像进行处理,并利用迁移学习的方法在ResNet18与ResNet50上进行损伤类型的分类训练.为了改善分类模型的性能,提出基于卷积神经网络的成像精度提升算法——图像重建模型(image reconstruction model,IRM),并基于结构相似性系数(structural similarity index,SSIM)提出采用性能指标σEOL验证图像性能的提升水平.迭代训练结果表明,当迭代次数达到 200次时,不同种类冲击损伤的σEOL均大于 1.为了进一步提升成像精度,引入ResNet残差连接思想,并提出了ResIRM网络.与IRM相比,ResIRM对不同类型撞击损伤的检测精度进一步提升,针对全部冲击类型,平均σEOL可提升0.85%;同时,经ResIRM处理的图像分类模型的梯度显著性热力图表明,ResIRM可以对损伤区域的特征起到强化作用.

    卷积神经网络无损检测损伤重建超声检测

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    用于柔性后缘的零泊松比蜂窝结构力学性能

    周玥李博徐伟伟文友谊...
    91-99页
    查看更多>>摘要：为给新型无缝柔性后缘结构方案提供技术支撑,通过理论分析和有限元仿真对正弦型、V型、分段正弦型及余弦型 4种新型零泊松比蜂窝结构的弹性性能进行比较研究,并对余弦蜂窝结构进行拉伸实验测试.据此设计基于二维变形零泊松比余弦蜂窝的柔性后缘,并对余弦蜂窝后缘段的弯曲性能进行仿真分析.结果表明,余弦蜂窝结构的面内弹性和受载应力状态优于其他三种蜂窝结构,其准线性应变可达 27.8%;通过参数调控可获得余弦蜂窝后缘段的优异弯曲性能,实现柔性后缘结构的大幅度弯曲变形,为新型柔性后缘结构的设计与分析提供参考.

    柔性蜂窝弹性性能柔性后缘结构变形应力分析

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    芳纶蜂窝芯层对面外局部铺层结构的变形性能

    卢政斌孙巍韦宁刘路...
    100-110页
    查看更多>>摘要：在传统正六边形芯格结构的芳纶蜂窝夹层结构共固化成型过程中,蜂窝对面外局部铺层变化结构的变形配合能力是影响夹层结构件内部成型质量的重要因素.本工作通过建立有限元量化分析模型,结合典型结构实验验证,利用全实体建模及弹性力学板弯曲理论,采用数值方法分析蜂窝在面外的局部变形性能,探讨蜂窝厚度及外部压力等关键因素对蜂窝变形的影响,同时验证超蜂窝变形极限的局部型面配合方法.结果表明:以挠度变形拟合为核心的芳纶蜂窝变形能力量化分析模型,对蜂窝-铺层结构的匹配状态预测具有较好的适用性.对于蜂窝挠度拟合曲线斜率小于铺层过渡斜率的情况,蜂窝让位铣切对铺层过渡区的胶接质量提升具有积极影响,但让位铣切形式的不同不会产生明显的胶接质量差异,相关结果对于蜂窝夹层结构的结构设计及工艺设计具有一定参考价值.

    复合材料夹层结构蜂窝变形分析模型

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