导弹发动机钼喷管激光快速成型技术研究

采用水悬浮包覆方法制备了适合于选择性激光烧结成型的微细覆膜钼粉，采用正交实验方法进行了覆膜钼粉激光烧结成型工艺优化实验，在此基础上确定了激光烧结成型最佳工艺参数为激光功率25W，扫描速度1000mm／s，铺粉厚度0．1mm，预热温度70℃。对激光烧结成型件的后处理工艺（脱脂、高温烧结）进行了实验研究，制作了导弹发动机钼喷管样件，并进行了力学性能测试，其抗拉强度为359MPa，延伸率为7.1％，可满足使用要求。     

高温构件激光快速成型制造技术研究

介绍了选区激光烧结快速成型及覆膜钼粉的制备技术,对其激光烧结成型进行了实验研究,获得优化的成型工艺参数;开发了高温烧结钼骨架结合渗铜的成型件后处理工艺,并制作了某箭弹发动机用高温构件样件;对所得到的钼铜复合材料进行了性能测试.     

某柴油发动机快速铸造模具研究

通过选择性激光烧结成型技术制作尼龙砂型或砂芯模具可以大幅度缩短生产周期和降低生产成本。采用尼龙12基料,对其改性处理后获得适合于选择性激光烧结用的复合尼龙粉末。在优化工艺参数的基础上利用点扫描成型机加工某柴油发动机缸盖砂型铸造尼龙模具,在模板上进行组装、调试。试验证明,通过物理共混改性能够制备出适合于选择性激光烧结用高性能复合尼龙粉末,同时大大减小了复合尼龙的收缩和翘曲变形,加工模具的精度完全满足使用要求。     

正交法在粉末药型罩制备工艺中的应用

为了分析影响粉末药型罩性能的工艺参数,优化粉末药型罩制备工艺,提高粉末药型罩的质量.利用正交试验设计法确定了试验方案,根据试验方案完成了射流侵彻试验,并根据试验结果进行了数据分析.分析表明:4个因素的影响程度大小依次为药型罩材料成分配比、烧结温度、球磨时间、成型压力.根据试验结果分析,确定了较优的粉末药型罩生产工艺条件并进行了验证试验.通过试验可以得知,粉末药型罩的最优工艺条件为:药型罩材料成分配比为W:Cu:Bi=60:30:10,球磨时间为60min,成型压力为10MPa,烧结温度为200℃.     

Mo+PCS烧结体的相组成和组织结构研究

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,同时混以钼粉,利用聚碳硅烷高温发生裂解形成新化合物的特性,制备出钼基复合材料。主要考察了用此种原料制备钼基复合材料的工艺,及所得材料的相组成及组织结构特点,并对烧结过程中发生的化学反应进行了探讨。结果表明:在N2气氛下烧结,PCS+Mo粉烧结体在PCS质量分数低于18%时能烧结成形。烧结体由多相组成,基体相为Mo,复合相为MoxCy,两相相间分布,基体相占大的体积分数,界面上存在有富Si相。     

选择性激光烧结成型铜基复合材料制件及其性能表征

将Cu粉与Sn Bi58合金粉末、松香粉末混合后进行选择性激光烧结(SLS)成型及脱脂、熔渗等后处理,用扫描电镜及能谱仪(SEM-EDS)、光学显微镜(OM)、热重分析(TGA)、差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)对粉末原材料、烧结试样和熔渗处理后试样的组织形貌、热性能及物相组成进行分析和表征。研究表明,球形度较好、粒径较大的Cu粉激光烧结性能更好,与Sn Bi58颗粒形成较多的烧结颈。Cu基复合材料试样的SLS成型过程为液相烧结机制:激光烧结过程中Cu颗粒不熔化,Sn Bi58合金粉末受热熔化形成液相,润湿、包覆并黏结Cu颗粒。经熔渗处理后,试样中的Cu粉部分转变为表面包覆Sn层的Cu3Sn相,空隙处由金属Bi填充,大幅提高制件的致密性和硬度。     

无压烧结制备TiAl合金的致密化工艺研究

以Ti-48Al-2Cr-2Nb预合金粉末为主要原料,进行冷等静压结合无压烧结制备TiAl合金的致密化工艺研究。重点研究预合金粉末粒径、烧结气氛以及其他元素粉末掺杂对TiAl合金显微组织及力学性能的影响,确定最优的工艺参数。结果表明:在800°C以内烧结时,通氢气气氛能显著降低合金的氧化程度;在合金粉中掺杂少量的Al粉能够显著提高合金的致密度,使其具有良好的综合力学性能。     

基于主成分分析法与逼近理想解法的38MnVS6激光熔覆工艺研究

采用激光熔覆在燃烧室部件表面制备高性能涂层对延长柴油机寿命有重要意义,多工艺参数的优化是获得高性能熔覆层的关键。以激光功率、扫描速度和送粉速率为优化对象,以熔覆层宽度、稀释率和表面硬度为优化目标,对活塞用38MnVS6中碳钢基体表面激光熔覆镍基合金粉末进行了L₉（3³）正交试验。基于主成分分析法计算各目标权重,并采用马氏距离的逼近理想解法对试验数据进行分析,获得了如下最佳工艺参数组合：激光功率850 W、扫描速度3 mm/s、送粉速率3.13 g/min. 经试验验证,与L₉（3³）正交试验最佳方案相比,稀释率下降了1.13%,平均硬度提高了4.56%. 通过极差分析,得到工艺参数对熔覆层综合质量和熔池尺寸的影响由大到小依次为激光功率、送粉速率、扫描速度。     

Ni元素对快速成型Fe合金缺陷与性能的影响

通过球磨法向Fe基合金粉末中分别混入质量分数为5%、10%、15%的Ni粉,并采用激光快速成型法分别制备出尺寸为15 mm×10 mm×5 mm的Fe基合金样品。研究混入不同比例Ni粉的Fe基合金样品组织与性能的变化规律。结果表明:激光成型过程中,不同的样品内均发生严重晶化,并伴随裂纹和孔洞等缺陷,但随Ni含量的增加,Fe基合金样品中裂纹与孔洞逐渐减少;添加15%Ni粉的Fe基合金样品,裂纹和孔洞最少且耐腐蚀性能最好。     

覆膜陶瓷粉末烧结过程热应力场研究

研究覆膜陶瓷粉末在选择性激光烧结过程中的热应力场 ,分析烧结过程中各种工艺参数同烧结件质量之间的关系。通过编制相应的程序对其热应力场进行数值模拟 ,从而优化工艺参数 ,确保烧结件质量。     

铝粉含量对火箭发动机推力影响研究

建立了固体火箭发动机喷管的气固两相流计算模型,对不同铝粉含量的复合固体推进剂的燃气在喷管中的两相流动进行了数值模拟。研究了推进剂中铝粉含量对发动机推力性能的影响规律;通过对速度场和压力场分析并结合推力基本计算公式得出发动机推力变化趋势,结果表明：在其他成分不变的情况下,随着单位质量复合推进剂中铝粉含量的增加,燃气流动速度降低、压力升高,火箭发动机的推力呈现先增大后减小的变化趋势。     

喷管对脉冲爆轰发动机爆轰噪声影响的实验研究

喷管不但可以增加脉冲爆轰发动机推力,而且对脉冲爆轰发动机噪声的形成与传播也具有重要作用。为探索脉冲爆轰发动机爆轰噪声形成机理及控制技术,搭建了脉冲爆轰发动机噪声测试实验系统,在不同位置不同角度对3种不同类型喷管的脉冲爆轰发动机爆轰噪声特性进行了研究。研究结果表明,收敛扩张喷管对于减小脉冲爆轰发动机爆轰噪声幅值作用最为明显,在0°方向3 000 mm处可以达到77.13%的降幅;对于收敛喷管,收敛角度越大指向性越明显,而扩张和收敛扩张喷管的喷管出口面积越大指向性越不明显;喉部直径48 mm的收敛扩张喷管与管口直径280 mm和320 mm的扩张喷管对参考半径影响最为显著,参考半径由1 600 mm减小至800 mm. 研究结果对于爆轰噪声机理研究以及脉冲爆轰发动机工程化应用具有重要参考意义。     

喷管对连续旋转爆轰涡喷组合发动机性能影响的数值研究

采用共轴环包式双燃烧室模型,通过数值模拟探讨了尾喷管结构参数对连续旋转爆轰涡喷组合发动机燃烧室及喷管流场结构和性能的影响。采用40%富氧空气为氧化剂,煤油蒸气为燃料,物理模型由外环内径93 mm、外径113 mm、长度85 mm的环形旋转爆轰燃烧室和内腔直径83 mm、长度85 mm的共轴涡喷中心流道组成,计算域包括带有共用等直喷管、独立等直喷管以及2种不同收缩比的拉法尔喷管的连续旋转爆轰涡喷组合发动机的燃烧室和喷管流场。数值结果表明:旋转爆轰燃烧室在发动机带有不同尾喷管时均能够形成稳定自持传播的爆轰波,不同喷管构型对爆轰燃烧室内的流场结构与参数影响较明显。相比于独立等直喷管,对于爆轰波峰值静压与波速的影响上拉法尔喷管起到有效的提升作用,但收缩比的增加会导致预混气喷注不均匀,影响爆轰波自持传播的稳定性; 共用等直喷管则轻微地降低了爆轰波峰值静压与传播速度,提高了预混气喷注区域和波头的高度。在该文所选工况下,较大收缩比的拉法尔喷管能明显地改善喷管出口的状态,对发动机的推力与燃料比冲提升最显著,高达16%。     

高原环境下重型柴油机的性能优化研究

为改善重型柴油机在高原环境下的动力下降和燃烧恶化等问题,针对某型重型柴油机进行了不同海拔高度（简称海拔）及不同柴油-空气-燃烧室（简称油-气-室）匹配方案的性能优化研究。通过模拟海拔4 500 m的高原进气状态,开展了重型柴油机不同压缩比、涡流比和喷油器喷孔直径的试验研究。结果表明,随着海拔的升高,柴油机实际运行工况呈现由低速、低负荷向高速、高负荷工况迁移的特性。研究了海拔4 500 m高原环境下柴油机5种油-气-室匹配方案下的性能,5种方案分别为：方案A（涡流比2.2,喷油器10×0.32 mm,压缩比13.3）、方案B（涡流比2.2,喷油器10×0.32 mm,压缩比14.1）、方案C（涡流比1.5,喷油器10×0.32 mm,压缩比13.3）、方案D（涡流比1.5,喷油器10×0.32 mm,压缩比14.1）和方案E（涡流比1.5,喷油器10×0.30 mm,压缩比14.1)。油-气-室匹配仿真与试验研究结果显示：适当提高压缩比、降低涡流比以及选取适当的喷孔直径,可提高柴油机在高原环境下油-气-室的匹配状况;最佳方案D的油-气-室匹配效果最优,柴油机动力性、经济性和排放性均有较明显的改善。     

TC11表面激光熔覆MCrAlY涂层温度场模拟及参数优化

采用ADPL参数化语言,综合考虑热源模型、材料热物性参数、相变潜热、边界条件等因素,建立了连续移动高斯热源作用下TC11表面激光熔覆MCrAlY涂层三维瞬态温度场数值模型。实验结果测量值与模拟计算值的对比表明,建立的温度场数值模型具有很好的可靠性。同时,在分析涂层品质的基础上,基于该模型对TC11表面激光熔覆MCrAlY涂层的激光工艺参数进行了预报及优化,得出较优的激光工艺参数为:激光功率1 200 W、光斑直径2 mm、扫描速度400mm/min。     

ZS1100M柴油机双ω型燃烧系统的试验研究

为了改善柴油机喷雾空间分布,提高缸内空气利用率,加强燃烧室内的气流运动,提出了带双ω燃烧室的燃烧系统,并在ZS1100M型柴油机上进行了初步性能试验。研究结果表明：双ω燃烧室的几何形状对柴油机燃烧系统的油耗与排放性能有较大的影响。在额定工况下,57型燃烧室方案的油耗与碳烟排放最低;65型燃烧室方案的NO_x排放与原机相比基本不变,油耗却降低了2.2%,碳烟排放降低了8.3%. 在额定转速下,65型燃烧室的油嘴突出高度在2.6 mm时油耗与碳烟排放性能最优。在转速1 500 r/min下,采用双排喷孔的各方案在中小负荷时油耗均比采用单排喷孔的原机方案要低;适当增加上排喷孔数,减小双ω燃烧室的喉口直径能进一步降低油耗。     

球形化HMX制备及性能研究

对溶剂侵蚀法进行了改进,获得了一种能够制备表面光滑球形HMX晶体颗粒的方法。用光学显微镜、扫描电镜和激光粒度仪表征了球形HMX的粒度和形貌,采用差示扫描量热法(DSC)比较了球形化前后HMX的热性能,用标准容器法和压缩刚度法分别测试了球形化前后HMX晶体的堆积密度和力学性能。研究结果表明,球形化后HMX呈球形度高,表面光滑,该方法不改变原有HMX的颗粒粒径分布,对热性能和机械感度未产生影响,但可将松装堆积密度提高13%以上,力学性能也得到了明显改善。     

自动机械传动系统起步过程中离合器的自适应控制策略研究

本文对自动机械传动(AMT)及自动变速操纵系统(ASCS)中的关键技术(离合器控制)进行了研究,提出了离合器的自适应控制策略.该策略不同于当前所采用的控制策略,它根据离合器输出轴转速和发动机转速与离合器输出轴转速差,得到理想离合器输出轴加速度,并通过控制离合器驱动机构的行程增量,使得实际离合器输出轴加速度和理想的相一致.该策略可实现起步过程中的自适应控制,满足驾驶员平稳、快捷的要求,同时具有所需输入信号少的特点,试验证明这一策略是完全可行的.