摘要：目的针对ZL114A尾段壳体研制需求,利用低压充型液态成形工艺与数值仿真计算,预测疏松缺陷分布位置及严重程度,通过改进工艺来减少疏松缺陷,进而提高生产合格率。方法基于ProCAST软件对ZL114A尾段壳体低压充型凝固过程进行仿真计算,分析充型凝固过程中的流动场与温度场分布、充型时间、流动长度与凝固时间,预测疏松缺陷分布位置及严重程度,结合枝晶相干点双电偶热分析法测试结果,对低压充型工艺进行设计优化。结果由尾段壳体凝固疏松缺陷的仿真计算结果与枝晶相干点温度测试结果可知,低压充型增压速度得到提高,保压时间有所延长,对安装凸台冷铁材质与厚度进行设计优化后,疏松缺陷得到显著改善。结论通过数值仿真计算指导了铸造工艺设计,制备得到了满足技术指标要求的ZL114A尾段壳体。

摘要：采用低压铸造工艺在715℃浇注了ZL114A异形结构导弹壳体,充型和凝固时长分别为4.79 s与1615 s,实现了自上而下的平稳充型,形成了自上而下与自内向外的凝固顺序。结果表明,铸态组织主要由α-Al基体、α-Al+Si共晶体、Mg_(2)Si相与Al_(3)Ti相等组成,导弹壳体顶端、中部和底部区域平均晶粒直径分别为116.09、147.76与178.33μm;试样抗拉强度、屈服强度、伸长率与弹性模量均值分别为344.66 MPa、275 MPa、8.44%和71.5 GPa,离散系数分别为0.55%、0.93%、3.5%与0.7%。沿导弹壳体高度方向自上而下本体试样力学性能连续下降,顶端区域抗拉强度、屈服强度、伸长率与弹性模量分别为364 MPa、284 MPa、9.2%与71.5 GPa;时效热处理保温后铸态板条状、块状Si相形貌转变为近球状,断口表面残留大量微观韧窝,断裂机制为典型的韧窝断裂。

摘要：传统发动机稳态抗扰控制器在设计时,控制性能指标未能充分考虑被控对象及干扰信号的典型特征,如可作为反馈用的传感器和执行机构数量有限、干扰能量只集中在有限频域等因素,往往抗扰控制器设计的较为保守,并不总能获得满意的抗扰性能。本文提出一种可以在有限频域内采用几何图解法进行性能改进的稳态抗扰控制器设计方法“几何设计法”,该方法可以直观地在复平面上定义闭环系统各输出量在有限频域内的控制性能指标以及控制量在受限情况下的系统抗扰性能极限,从而使用图解法的形式来解决有限频域抗扰控制器的求取问题。仿真结果表明,发动机在巡航稳态工况下,面对能量主要集中在2~16 rad/s有限频域的大气湍流马赫数干扰时,基于几何设计法设计的抗扰控制器相比传统混合灵敏度H∞控制器,风扇折合转速抗扰百分比提升30%以上的同时,推力抗扰百分比提升了15%以上。

摘要：4D打印通过材料和结构的设计将非线性的控制逻辑打印在材料中,制备可以在温度、磁场、紫外线等激励下发生几何结构、功能、性能等可控转变的功能构件。以双层结构的功能构件为研究对象,通过对温度激励下功能构件基体相和增强相的热膨胀进行分析,研究了4D打印功能构件的热致变形机理,得到了基于形状记忆聚合物纤维排布的功能构件变形模式。在此基础上,分析了功能构件的3D打印工艺参数影响,建立了功能构件热致变形的近似解析模型。采用偏最小二乘法拟合了弯曲和螺旋变形的功能构件热致变形等效模型,通过4D打印的功能构件试件的变形特征与模型计算对比,验证了所拟合的等效模型的正确性。最后,设计并4D打印制备了自变形盒型功能构件和自组装螺旋连接功能构件,验证了功能构件形状、功能和特性的设计和可控编辑,对设计4D打印的功能构件具有指导意义。

摘要：通过分析半球类零件反吹模具型面结构特征,提出参数化设计思想;采用正交试验法,通过建立有限元模型,模拟钛合金半球正反吹超塑成形过程,分析反吹模各参数对零件壁厚分布的影响规律,证明反吹模可以有效控制零件壁厚分布均匀性,并给出反吹模优化设计方案,通过验证,此方案可以得到壁厚较为均匀的半球件。

摘要：目的研究响应面法在优化2A97铝锂合金最佳化铣液配方中的可行性。方法在传统铝合金化铣氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺及溶解铝溶液体系,探索2A97铝锂合金化学铣切工艺,研究化铣液配方对2A97铝锂合金表面质量的影响,从而优化工艺参数并获得最佳化铣工艺。在单因素试验的基础上,以表面粗糙度为响应值,应用响应面法中的Box-Behnken设计四因素(氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺及溶解铝浓度)三水平试验,通过回归分析,得到了化铣液各组分参数对响应值的影响规律,并且通过优化分析得到了最佳2A97铝锂合金化铣液配方。结果通过响应面设计试验分析可得,当2A97铝锂合金化铣液配方为氢氧化钠130 g/L、硫化钠15 g/L、三乙醇胺50 g/L、溶解铝70 g/L时,采用该化铣液对2A97铝锂合金试样进行化铣,得到的试样表面平整一致,腐蚀速度为0.031 mm/min,粗糙度Ra=1.36μm,无晶间腐蚀及点蚀等缺陷。结论拟合模型决定系数R^2=0.967 927,说明模型的拟合性良好,可以采用响应面法对2A97铝锂合金化铣工艺进行分析,具有一定的参考价值。

摘要：针对大型复杂产品,传统基于模型的系统工程(model-based system engineering,MBSE)方法存在系统设计和仿真验证的多语言、多平台集成实现,难以保证高效、准确地反馈系统设计的缺陷,无法达到快速优化设计目的等问题,提出采用基于面向复杂系统支持MBSE的新一代一体化建模仿真语言—X语言实现面向起飞场景的民机跨域子系统的一体化建模仿真。从民机起飞过程需求分析出发,建立了起飞场景的系统级模型和物理级模型,并在X语言的建模仿真软件—XLab进行统一的建模仿真验证,给出了基于X语言面向复杂产品协同设计与仿真一体化方法,为不同领域的设计人员实现复杂产品设计的协同与优化提供了全新的理论与方法参考。

摘要：第二代粉末高温合金FGH96是采用损伤容限设计思想研制的新型粉末高温合金,是当前750℃工作条件下满足高推比、高燃效发动机使用要求的涡轮盘、环形件和其他热端部件的理想材料。结合FGH96惯性摩擦焊接头的组织特征和强化相γ′数量分析接头的显微硬度和常温拉伸性能。结果表明,FGH96惯性摩擦焊接头具有良好的常温力学性能。

摘要：基于动态低应力无变形技术的原理,设计开发了阵列射流冲击热沉搅拌摩擦焊接新方法。结果表明,采用该方法可以有效减小搅拌摩擦焊接头残余应力,焊后试件基本无变形。采用射流冲击热沉的动态低应力无变形搅拌摩擦焊接头残余应力分布规律与常规搅拌摩擦焊类似,但应力峰值明显降低,约为常规FSW接头应力峰值的45%,可以实现FSW薄壁结构的低应力无变形焊接。该项技术可以提高一些铝合金材料FSW接头性能,具有较好的技术经济价值。

摘要：在对数控机床横梁参数优化的基础上,提出了一种基于参数灵敏度的振荡优化方法,通过令所研究的构件质量上下波动,在变形极小化目标控制下使结构参数不断发生变化,最终产生质量不变、性能更优的新结构。通过与有限元分析软件相结合,该方法很容易通过程序实现,且优化效果明显。基于参数灵敏度的快速优化算法,经一些数学模型和实际工程应用检验,分析结果是可信的,从理论上是可行的。