摘要：基于工业级FDM 3D打印技术,以汽车车门为研究对象,提出Z+方向和Z-方向两种打印方案。分析车门结构特征,利用CATIA软件完成汽车车门的创新设计,并用自主研发的EDP-01工业级FDM 3D打印设备完成车门缩比模型的打印。两种方案打印分别耗时16 h和10 h,大幅度缩短了制造周期及研发成本;通过对两种方案的打印件进行质量评估,确定最终打印方案,并提交客户。

摘要：针对工业级FDM高端装备制造过程中遇到的表面缺陷问题,提出一种随行拍打系统结构,旨在材料熔覆过程中“逐线、逐层”对样件成型过程进行控制。利用多体动力学在试验前对拍打结构进行仿真验证,评估拍打运行稳定性和设计的合理性。利用ABAQUS/Explicit方法分析并计算成型样件的拍打力和变形位移,为打印件的表面成型和机械性能控制提供建议,对于获得良好的模型打印效果有一定的参考意义。

摘要：针对工业级3D打印高端装备,对工业级FDM打印机机架结构进行了有限元分析和优化设计。利用ABAQUS软件对机架进行静力学分析和模态分析,在此基础上结合拓扑优化方法对机架结构进行改进。新机架结构整体刚度提高,振动优化效果显著,使大型机架结构的综合静态和动态性能得到改善,可为后续工业级装备的机架设计提供参考。

摘要：激光增材制造过程中的快速冷却,导致成形零件一般具有较高的残余应力与亚稳态结构。因此,优化热处理工艺对提高成形零件的使用性能至关重要。研究了选区激光熔化(SLM)TC4钛合金经不同热处理(退火、固溶、固溶时效)后的显微组织演化规律及拉伸性能特征。在实验过程中,首先对致密度优良的SLM TC4钛合金进行了不同制度的热处理,再分别对不同状态的样块进行宏观和微观结构、力学性能及断口组织的表征。实验结果表明,沉积态的SLM TC4钛合金显微组织主要为粗大的β相柱状晶,柱状晶内部为大量的、细小的α'相针状马氏体和α相板条间少量的β相颗粒。退火态α'相针状马氏体分解,重新形核长大为α相和β相。固溶态α相发生粗化后呈短棒状。固溶时效处理样品时,其显微组织为呈弥散分布的较均匀的(α+β)相,其中α相粗化为板条状,β相分布在α相周围。沉积态SLM TC4钛合金的强度最大,延伸率最低。沉积态和热处理态SLM TC4钛合金均没有织构。沉积态SLM TC4钛合金的抗拉强度为1238.75 MPa、屈服强度为1080.00 MPa、断后延伸率为8.85%。综合分析得到,三种热处理态SLM TC4钛合金的抗拉强度、屈服强度均有所下降,而断后延伸率有所提高。SLM TC4钛合金分别经过三种热处理后,其断裂方式从沉积态的韧性-脆性混合断裂转变为韧性断裂。

摘要：提出采用展成圆代替插补圆的原理设计了特殊的主轴结构,实现孔的以铣代镗加工工艺,并进行了实验验证。采用正交方法进行切削实验设计,分析不同工艺参数对孔特征精度(尺寸精度、圆度、孔壁粗糙度)的影响,验证以铣代镗加工孔的可行性,并研究得出影响孔特征精度的主要工艺参数。结果发现,在铣代镗孔加工过程中,影响孔特征精度(尺寸精度、圆度)最大的因素为轴向进给速度,其次主轴转速;而影响孔特征精度(孔壁粗糙度)最大的因素为主轴转速。最后,选取某汽车变速箱壳体类零件加工为案例进行实际验证,分别对比以铣代镗加工与镗削加工,相比较采用镗削方式加工,以铣代镗加工能够节省加工刀具成本,提高加工效率。实验结果对于先进孔加工工艺研究具有重要的参考价值。

摘要：针对高频感应加热电源在小型工件表面热处理应用中存在输出频率较低等问题,提出了电流型多管并联、分时交错逆变电路结构,并设计了实用性较强的负压驱动电路,搭建了相应的实验平台,结果表明,采用多管并联、分时交错的电流型逆变电路结构能较好地实现电源输出频率的高频化,对于N管并联的逆变电路结构,电源输出频率是开关频率的N倍。实验采用三管并联的电流型逆变电路结构,使用FPGA实现分时交错控制,当开关频率为353 kHz时,电源输出频率为1.05 MHz,验证了软硬件电路的合理性。

摘要：随着损伤容限设计理念发展和轻量化要求提高,高强高韧钛合金逐渐成为航空装备关键主承力构件主要结构材料。激光增材制造制备钛合金大型主承力构件具有数字化、短周期、低成本等技术优势,特别是激光增材制造过程超常固态相变动力学条件为制备高强高韧钛合金提供了新的机会。本文根据航空主承力结构选材性能要求,对激光增材制造TC11钛合金静强度、疲劳和损伤容限特性进行测试与分析,在此基础上对其在航空主承力结构的应用前景进行分析。结果表明,激光增材制造TC11钛合金力学性能具有显著的高强高韧和低屈强比特征,其疲劳缺口敏感性和裂纹扩展速率低,性能分散性小,综合性能满足航空主承力结构选材要求。与目前航空主承力结构广泛应用的TC4-DT损伤容限型钛合金相比,激光增材制造TC11高强高韧钛合金损伤容限特性相当、疲劳性能有所改善、许用应力提高23%,结构具有进一步减重优势。激光增材制造TC11钛合金优异的强韧性匹配在提高结构许用应力的同时可避免大厚度结构发生脆性断裂,其低疲劳缺口敏感性和优异的疲劳裂纹扩展特性对于结构服役安全具有重要意义。

摘要：为了研究空气引射对航空发动机MILD燃烧特性的影响,用安装在空气扩压器壁面上的引射环缝开关,控制空气喷嘴的引射状态,研究不同燃油当量比下,空气射流速度对引射和无引射时燃烧特性和污染物排放的影响机制。结果表明,新型燃烧室的各项燃烧性能优良、NOx排放远低于常规燃烧室,对低污染燃烧室设计有工程应用价值。

摘要：为了研究空气引射对航空发动机MILD燃烧稳定性和燃烧特性的影响,用安装在空气扩压器壁面上的引射环缝开关,控制空气喷嘴的引射状态,数值计算并对比分析其对MILD燃烧方式和燃烧性能的影响。结果表明,无空气引射时,燃烧火焰较长,波动较大;加入适量引射空气,火焰缩短,稳定性提高并向喷嘴位置靠近。空气引射能一定程度上抑制高速空气射流带来的燃烧不稳定问题,为航空发动机应用MILD燃烧技术提供参考。