中航工业产学研创新基金
- 作品数：40 被引量：188H指数：9
- 相关作者：王明海郑耀辉李世永高蕾王京刚更多>>
- 相关机构：沈阳航空航天大学北京航空航天大学潍柴动力股份有限公司更多>>
- 发文基金：中国航空科学基金国防基础科研计划更多>>
- 相关领域：机械工程航空宇航科学技术一般工业技术金属学及工艺更多>>
- SiC/TC4复合材料横向拉伸应力集中系数的表征及试验验证被引量：3
- 2020年
- 针对纤维均匀排布的单向纤维增强复合材料在横向拉伸荷载下基体产生应力集中的问题,提出了横向拉伸荷载下基体应力集中系数的表征方法。基于复合材料细观力学理论,通过编写程序在代表体积元(Representative Volume Element, RVE)模型上施加周期性边界条件,实现了单、双轴横向拉伸荷载下基体应力集中系数的计算,并通过单向纤维增强SiC/TC4复合材料板的横向拉伸试验验证了所建模型的有效性。利用所建模型计算不同纤维体积分数、材料组分以及温度条件下基体应力集中系数并分析其影响规律。计算结果表明:单轴横向拉伸应力集中系数随着纤维体积分数的增加而增大,双轴横向拉伸应力集中系数随着纤维体积分数的增加呈现出先减小后增大的趋势;在20℃~500℃区间内,单轴横向拉伸应力集中系数最大可达2.8,双轴横向拉伸应力集中系数最大达2.4。
- 沙云东姜卓群骆丽艾思泽栾孝驰
- 关键词：复合材料应力集中细观力学模型载荷
- 纤维增强复合材料力学性能预测及试验验证被引量：6
- 2018年
- 针对纤维均匀排布的单向纤维增强复合材料结构力学性能预测问题,基于复合材料细观力学有限元方法,研究建立了代表体积元(RVE)模型,并施加周期性边界条件,实现了纤维增强复合材料基本力学性能的预测。通过将应用上述RVE模型所获取的B/Al纤维增强复合材料力学性能预测结果与解析解和试验数据进行对比表明,施加周期性边界条件的RVE模型的力学性能预测结果与解析解和试验数据吻合良好,验证了所建立计算模型的有效性。基于单向连续纤维增强SiC/TC4复合材料板材的力学性能测试试验,获取了不同铺层方案结构的纵向/横向弹性模量和泊松比,得到的纵向/横向弹性模量计算值与各自试验值均值的误差均小于5%,表明弹性力学性能参数基本一致,计算模型具有合理性。
- 沙云东丁光耀田建光骆丽栾孝驰
- 关键词：力学性能预测周期性边界条件有效弹性模量
- 钛合金高速铣削加工表面残余应力的模拟研究被引量：10
- 2015年
- 采用有限元法建立了更接近实际的铣刀结构模型及三维铣削模型,对不同刀具参数和切削参数条件下高速铣削钛合金Ti6Al4V的表面残余应力进行了仿真分析,得到了各因素对表面残余应力分布的影响规律。结果表明：工件的残余应力在表层由拉应力迅速的转变为压应力,在100~200μm之间出现残余压应力的最大值。工件表层残余应力随刀具前角、切削速度和每齿进给量的增加而减小,切削深度对表层残余应力的影响不是很明显。
- 郑耀辉王京刚王明海高蕾李世永
- 关键词：高速铣削钛合金残余应力有限元
- 基于改进遗传算法的钛合金铣削参数优化被引量：4
- 2013年
- 钛合金切削参数的合理选择,对于保证工件的加工质量,降低生产成本,提高生产效率具有重要作用。为此提出了一种以机床、刀具、工件等参量及所建立的切削力、刀具磨损和表面粗糙度非线性数学模型为约束条件,以最大生产率为目标,运用改进的自适应遗传算法(IAGA),实现对切削用量优化的方法。与传统的遗传算法相比,IAGA可根据种群的适应度和进化代数自动调整交叉概率和变异概率,加快种群的进化速度。并通过实验验证了该优化方法的可行性和有效性。
- 王明海王京刚郑耀辉李世永高蕾
- 关键词：钛合金数学模型遗传算法参数优化
- 整体叶盘叶片铣削加工表面质量控制仿真研究被引量：3
- 2013年
- 以整体叶盘叶片为研究对象,建立了叶片铣削加工三维有限元仿真模型,运用动态仿真分析方法,结合数控仿真加工无干涉刀具轨迹,分析研究了叶片表面残余应力分布情况及铣削参数对叶片加工表面质量的影响规律。分析结果表明:叶片表面应力分布均匀,只在两缘区域出现应力集中现象;叶片两缘区域表面残留高度值大于中轴区域;相同切削条件下,提高主轴转速和减小每齿进给量均有利于改善叶片加工表面粗糙度。该结果对后续优化叶片加工参数的研究及叶片加工表面质量的提高具有重要指导意义。
- 王明海孙越
- 关键词：有限元仿真加工参数表面粗糙度
- 界面层对TiC/TC4复合材料力学性能的影响被引量：1
- 2019年
- TiC/TC4复合材料在航空航天领域有广阔的应用前景,在加工制造过程中,增强体SiC纤维和Ti合金基体会发生界面反应,严重影响复合材料的宏观力学性能。为研究界面层对TiC/TC4复合材料力学性能的影响,采用正四方形RVE模型模拟复合材料细观受力情况,并进行有限元计算分析,分别研究单胞模型在4种单向载荷下的力学性能和失效载荷大小,得到复合材料的失效模式。重点研究了界面层厚度对复合材料细观模型力学性能的影响,综合考虑界面层厚度对界面结合强度值和裂纹对复合材料性能的影响,确定反应层厚度控制在1μm附近最合适,与实际制造时所选取的界面厚度区间一致,可以作为复合材料加工时界面层厚度的参考理论依据。
- 沙云东耿胜彪骆丽
- 关键词：失效模式
- 复合材料轴结构力学性能预测及铺层方案设计被引量：10
- 2016年
- 针对连续纤维增强金属基复合材料轴结构力学性能预测问题,考虑纤维呈四边形和六角形两种周期性排列方式,基于细观力学有限元方法,建立六种代表体积元(RVE)模型,计算该材料的宏观力学性能参数,并与已有的三种细观力学模型计算结果进行对比分析。在此基础上,以低压涡轮轴为研究对象,将选定的RVE模型预测所得的宏观力学性能参数应用于该纤维增强复合材料轴结构的铺层方案设计中,利用数值模拟方法计算该轴结构在给定弯矩、扭矩作用下的变形量和应力,并分析铺层角度、厚度及铺层顺序对轴结构抗弯、抗扭性能的影响规律。研究发现纤维按某种特定的铺层角度组合铺设,可有效提高轴结构的抗弯、抗扭性能,通过计算分析提出了铺层设计方案。
- 沙云东骆丽贾秋月赵奉同栾孝驰
- 关键词：细观力学模型低压涡轮轴力学性能
- 超精密切削中单晶脆性材料脆塑转变过程被引量：1
- 2013年
- 借助断裂力学和位错力学的结合,提出了一种通过建立宏观力学和微观力学之间的联系模拟脆性材料脆塑转变过程的方法.该方法在同时考虑单晶材料力学性能和晶体几何结构的基础上,模拟了单晶材料在承受压剪复合应力的条件下,其内部裂纹和位错之间的相互作用机制,阐明了单晶材料在超精密切削加工中的脆塑转变过程;同时在考虑刀具对单晶材料的压剪复合作用的条件下,首次定量给出了实现单晶材料超精密切削加工的最佳刀具前角的方法,并分析了刀具刃口半径对单晶材料脆塑转变过程的影响;最后通过实验对研究结果进行了验证.
- 王明海王维高蕾
- 关键词：单晶材料位错
- 涡轮叶片蠕变损伤行为及固溶处理对叶片材料性能的影响被引量：3
- 2014年
- 涡轮叶片是航空发动机及地面燃气轮机的重要热端部件,研究其损伤行为对涡轮叶片的制造及修复工作均有重要的意义。本文研究了长时与短时服役涡轮叶片的蠕变损伤行为,发现二者在蠕变空洞的形成机理上大致相同,而γ′相与碳化物的退化反应则有所差异,长时服役涡轮叶片的γ′相形貌更加粗大且不规则。对于碳化物,长时服役叶片的碳化物发生了由一次MC型向二次M23C6型的分解,而短时服役叶片的碳化物发生了由MC(1)型向MC(2)型的转化。此外,针对两种不同的叶片材料(K002和GTD-111高温合金),研究了不同的固溶处理制度对γ′相溶解行为的影响,发现提高固溶温度和增加固溶保温时间可以促进两种材料γ′相的溶解行为;而随着固溶时间的增加,两种材料的溶解激活能均逐渐增大,K002合金在不同固溶保温时间中的溶解激活能均大于GTD-111合金。
- 王小蒙王天佑赵子华张峥
- 关键词：服役固溶处理
- 基于动态Allan方差的光纤陀螺随机误差分析及算法改进被引量：25
- 2015年
- 为了全面了解光纤陀螺(FOG)各项随机误差随时间的变化特性,利用动态Allan方差(DAVAR)方法对光纤陀螺输出信号进行了分析研究。结果表明,与经典Allan方差对光纤陀螺随机误差的分析相比较,DAVAR不仅能准确地评估光纤陀螺各项误差,而且能够直观地反映光纤陀螺各项误差随时间变化的稳定性;由于DAVAR需要估计出陀螺信号各个时间点的Allan方差,因此其具有随着分析数据量增大、运算耗时急剧增加的缺点。为此提出了一种基于选择相关时间序列t的改进型快速DAVAR的计算方法。实验证明,在不影响DAVAR运算结果的前提下,改进型快速DAVAR算法在大数据量分析时有效提高了运算效率。
- 张谦王玮王蕾高鹏宇
- 关键词：光纤光学光纤陀螺
