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航空制造技术
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谢向利

半月刊

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北京340信箱

航空制造技术/Journal Aeronautical Manufacturing TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊以先进性、实用性见长。在航空、航天、军工领域及机床、模具、汽车、船舶等领域享有较高声誉。是富有影响力的刊物。主要栏目：专稿、综述、科技成果、学术论文、新工艺 新技术 新设备、技术改造 技术革新、生产组织与管理、简讯与工艺动态、装备市场指南等。是中国科技论文统计用刊、中文核心期刊，曾获航空优秀科技期刊一等奖、全国优秀科技期刊二等奖、“八五”优秀国防科技期刊。本刊全面组织推动制造业科研、生产、销售信息的交流，竭诚为国内外厂商创造更多的社会效益和经济效益。
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    碳纤维复合材料/钛合金叠层结构振动制孔技术研究进展

    耿大喜孟繁星孙哲飞任绍磊...
    14-32页
    查看更多>>摘要：碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)和钛合金(Ti6Al4V)以其卓越的高比强度、高比刚度、优异的耐腐蚀性和抗热冲击能力在航空领域广受青睐。然而在复/钛叠层结构制孔过程中，两种材料的显著力学性能差异常导致加工质量不佳和刀具磨损加剧。本文综述了国内外学者在切削参数、先进刀具设计和切削环境方面现阶段的研究进展;总结近年来振动制孔作为先进加工模式在复/钛叠层结构制孔中取得了卓有成效的工艺效果，详细分析了复/钛叠层结构超声、低频振动制孔中切削力、切削热、制孔质量和刀具磨损等关键技术问题;概述了新型精强一体波动超声制孔技术;最后展望了振动制孔技术对叠层结构制孔技术的进一步推动。

    复合材料/钛合金叠层超声振动低频振动切削力切削温度制孔质量刀具磨损

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    层合结构吸波陶瓷基复合材料设计及性能研究

    邱海鹏王晓猛陈明伟王岭...
    34-42页
    查看更多>>摘要：随着隐身技术的快速发展，对复合材料的吸波性能要求日益提高。本文以SiC纤维2D机织织物为预制体，通过先驱体浸渍裂解法(PIP)制备了SiCf/SiC 2D机织层合复合材料，并通过试验测试与数值模拟相结合的方法研究了其反射损耗、吸波机理、影响因素等基础吸波性能。结果表明，在4～18 GHz频率范围内，本文所制备的SiCf/SiC 2D机织层合复合材料具有3 GHz的有效吸波带宽，吸收峰9。7 GHz处的最大反射损耗达-19。2 dB，其吸波性能与纤维电磁参数、细观结构参数以及电磁波的入射角度等因素密切相关。此外，还发现复合材料的吸波性能主要来源于特殊的编织结构和纤维与基体之间的相互作用。这些相互作用使电磁波在材料内部发生多次反射、散射和吸收，从而实现了高效的电磁波衰减，推动SiCf/SiC复合材料在隐身技术、电磁屏蔽等领域的应用。

    2D机织结构SiCf/SiC复合材料反射损耗吸波机理先驱体浸渍裂解法(PIP)

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    微量元素Zr在K417/K417G铸造镍基高温合金中的分布状态与作用机理研究

    周阳李文韬王博史志武...
    46-57页
    查看更多>>摘要：随着现代航空发动机朝着高推重比、高可靠性、长寿命的方向发展，对发动机关键热端部件高温合金材料的承温能力及综合服役性能提出了更高的要求。在铸造高温合金的制备过程中，母合金中的微量合金元素在优化微观组织结构和力学性能方面起着至关重要的作用。本文以铸造高温合金中应用广泛的K417 和K417G高温合金为研究对象，分析了典型微量元素Zr的作用机理及其分布状态的表征与研究方法，主要包括微量元素Zr对铸造高温合金凝固特性、微观组织及高温持久性能的影响规律。研究表明，Zr元素的加入可以有效降低合金的液、固相线温度，并促进共晶组织的形成，同时适量添加质量分数0。07%～0。09%的Zr有助于提升K417G高温合金的持久寿命;飞行时间二次离子质谱和透射电镜分析结果显示，Zr元素以Ni11Zr9 金属间化合物的形式沿共晶组织与合金基体的界面处分布，而非之前普遍认为的Zr元素仅在晶界处富集。以上研究为铸造高温合金母合金中微量元素含量的控制提供了理论依据和数据支撑。

    镍基高温合金微量元素Zr二次离子质谱凝固特性高温持久性能

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    300 mm直径γ-TiAl母合金铸锭真空自耗过程数值模拟

    高帆刘宏武冯像征张庆南...
    58-64页
    查看更多>>摘要：通过数值模拟的方法研究了直径 300 mm的γ-TiAl合金铸锭真空自耗熔炼过程，获得了不同条件下γ-TiAl合金真空自耗熔炼过程中金属熔池形状、温度场、应力场的变化规律。结果表明，在真空自耗熔炼初始阶段金属熔池为扁平状，熔炼稳定阶段金属熔池形状变为V状，熔炼过程中铸锭凝固区域的表面存在拉应力区域，且拉应力随着熔炼的进行增大，最大拉应力达到 430 MPa，在随后的冷却过程中拉应力有所降低，熔炼结束后 400 s时拉应力降至180 MPa。分别计算了熔炼速度为3 kg/min、6 kg/min、9 kg/min、12 kg/min时的熔炼过程，随着熔炼速度的增加，金属熔池变深，熔池由V形变为U形。熔炼结束后500 s，以3 kg/min熔速制备的铸锭表面最大拉应力为120 MPa，以12 kg/min熔速制备的铸锭表面最大拉应力值为 235 MPa。换热系数对熔池形状有一定影响，换热系数增大使熔池底部由宽变窄，但换热系数对熔池深度影响不大，对铸锭中的应力场影响程度较小。

    γ-TiAl合金真空自耗熔炼(VAR)熔池形状应力场拉应力

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    大型钛合金中介机匣蜡模一体化制备技术研究

    郄喜望潘思源杨冬丽殷亚军...
    65-71页
    查看更多>>摘要：中介机匣是航空发动机的重要部件。熔模铸造具有尺寸精度高、冶金质量可控和一体化成型的特点，是目前在机匣制造中应用最广泛的特种铸造方法。型壳制备是熔模铸造过程中的关键工序，对制壳过程中的工艺参数进行合理的控制和调配可以很大程度减少蜡模缺陷的产生。本文应用关节臂扫描法观测蜡模的部分形变，试验研究不同压射参数对蜡模表面质量的影响。分析钛合金中介机匣熔模铸造的技术难点，介绍熔模铸造的物性参数对铸件质量的影响，揭示了不同参数间相互作用的现象与机理。结果表明，物性参数对铸件质量的影响是错综复杂、相互关联的。对于大型薄壁复杂结构零件，采用强度更高的模料压制蜡模，能够减小蜡模面缩及蜡模自身的变形。蜡模表面流痕缺陷可以通过射蜡参数来改善，但会引入其他缺陷;然而提高温度会造成蜡模尺寸减小，可能会加剧复杂不稳定结构变形。

    钛合金熔模铸造中介机匣一体化成型

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    基于微观组织三维表征的铸造铝合金一体化成形工艺优化

    苗以升侯清怀王俊升李钟尧...
    72-79页
    查看更多>>摘要：铝合金中普遍存在气孔、缩孔等铸造缺陷，严重影响其使用性能。本研究自主开发了一种基于元胞自动机的铸造铝合金缺陷多尺度预测模型。为了验证该模型的准确性，采用X射线计算机断层扫描技术(X-CT)三维表征了零部件不同部位的孔洞尺寸和形貌特征，预测和试验结果的对比分析表明，该模型能够有效地预测零部件不同部位的孔洞尺寸，其中孔洞当量直径的预测效果最佳，平均相对误差在 25%左右。该多尺度预测模型可以有效加速车轮铸造工艺优化，提高车轮生产效率，降低生产成本。

    铝合金X射线断层扫描技术(X-CT)铸造孔洞元胞自动机

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    定向凝固FCC/B2双相高熵合金微观组织调控及力学性能研究

    王立斐严鹏刘林翔王祯...
    80-87页
    查看更多>>摘要：为提升定向凝固FCC/B2 双相高熵合金在宽温域下的综合力学性能，本文基于不同热处理工艺开展了组织调控研究，通过测试其宽温域下的力学性能与表征断口表面，明确不同热处理工艺下的组织演化机理并分析揭示组织特征对合金力学性能的影响机制。结果表明，固溶后进行先高温 800℃再低温 650℃的双级时效处理，可在FCC基体内获得高密度近球形L12 析出相，同时在B2 相内得到板条状的L12 相。高密度的L12 析出相有效强化合金的性能，且L12 相可促进B2 相内的位错运动，有利于提升合金的塑性。相比于铸态，经过热处理后的合金高温力学性能得到明显提升。

    定向凝固高熵合金热处理高温力学性能微观组织表征

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    金属增材制造技术在液体火箭发动机推力室制造中的应用与展望

    董鹏王铁岩周庆军罗志伟...
    88-104页
    查看更多>>摘要：金属增材制造技术是一种基于离散-堆积原理的先进制造技术，为液体火箭发动机的设计制造带来了颠覆性的变化。推力室作为液体火箭发动机的核心部件，采用增材制造技术可实现结构的轻量化、集成化设计制造，以及燃烧室等热端部件内流道结构的整体制造，提高产品的性能和可靠性，缩短制造周期、降低制造成本。本文对金属增材制造技术在液体火箭发动机推力室中的应用情况进行了综述，并对未来的技术发展进行了讨论。

    金属增材制造技术液体火箭发动机推力室集成设计喷注器双种金属燃烧室

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    CFRP/铝合金薄壁叠层构件旋转超声锪孔试验研究

    杨亚堃郑侃董松孙振文...
    105-113页
    查看更多>>摘要：针对弱刚性CFRP/铝合金叠层构件锪孔孔壁表面粗糙度及锪孔深度难以控制的问题，开展了叠层构件旋转超声锪孔试验研究。重点开展了不同刚度条件下有、无超声振动锪孔对比试验，揭示了工艺参数、超声场能及制孔位置刚度对锪孔轴向力和表面粗糙度的影响规律。试验结果表明，超声振动有效降低了锪孔轴向力、提升了锪孔孔壁质量，平均锪孔轴向力降幅达到12%，平均粗糙度Ra降低10%。横向刚度最小的孔位锪孔轴向力和孔壁粗糙度最大，其余孔位锪孔轴向力和孔壁粗糙度均随轴向刚度的减小而增大。同时，旋转超声加工可以实现铝合金有效断屑，避免长切屑对CFRP锪孔孔壁的二次损伤。

    CFRP/铝合金叠层构件旋转超声锪孔制孔位置刚度轴向力表面粗糙度

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    基于深度强化学习的柔性作业车间调度方法

    郭羽唐敦兵张泽群
    114-120页
    查看更多>>摘要：受到车间动态扰动的影响，单一调度规则在车间调度问题中无法一直获得较好的调度结果。对此，本文提出了一种基于D3QN(Dueling double DQN)的调度方法，用于柔性作业车间调度问题。首先通过将调度问题转化为马尔可夫决策过程，构建了强化学习任务数学模型，并依次设计了 18 种生产系统状态特征、9 种用于评价机床和工件的分值动作以及与调度目标相关的奖励函数。然后基于Dueling double DQN算法，在机床Agent、工件Agent与车间生产系统的交互过程中，不断训练两个Agent在每个调度决策时刻选择最高评分的机床和工件，从而完成工件和机床的资源分配任务。最后通过仿真试验，将所提出的方法与直接选取机床编号和选取调度规则的调度方法进行对比，结果表明该方法能取得更好的调度结果。

    深度强化学习柔性作业车间调度神经网络深度Q网络奖励函数

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