【摘 要】
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航空EHA(Electro-Hydrostatic Actuator,电静液驱动执行器)系统作为未来大型客机和先进战机的核心系统,是实现航空航天高端装备智能驱动的关键技术,航空EHA的轻量化设计是全世界的迫切需求。航空EHA管路和集成块排布优化设计,再辅以增材制造技术一体化成形可以实现其减重的目的。但是管道增材制造成形后,内部存在如翘曲变形、浮渣等缺陷,如何提高管道的成形质量(特别是水平管道)是航
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航空EHA(Electro-Hydrostatic Actuator,电静液驱动执行器)系统作为未来大型客机和先进战机的核心系统,是实现航空航天高端装备智能驱动的关键技术,航空EHA的轻量化设计是全世界的迫切需求。航空EHA管路和集成块排布优化设计,再辅以增材制造技术一体化成形可以实现其减重的目的。但是管道增材制造成形后,内部存在如翘曲变形、浮渣等缺陷,如何提高管道的成形质量(特别是水平管道)是航空EHA集成化和轻量化亟需解决的问题。因此,本文对提高SLM成形管道质量的方法进行研究,并将其应用于管道SLM成形设计中。本文研究内容如下:首先,基于管道缺陷表征和产生原因的问题,建立了SLM成形管道的试样模型,利用SLM技术和工业CT技术完成对管道试样制造和检测,确定了管道成形缺陷位置和类型,并对缺陷的形成机理进行了分析。其次,基于确保SLM成形管道力学性能的前提,确定了管道成形的体能量密度,改变激光功率和扫描速度等SLM管道成形的工艺参数,完成了实验样件的制备,分析了工艺参数对实验样件成形质量的影响规律。再次,建立了SLM成形的有限元模型,对不同工艺参数下悬垂结构温度场、应力场和变形的情况进行了分析。结合实验分析结果,得到了管道等悬垂结构兼顾力学性能和成形质量的SLM成形工艺参数。最后,对不同悬垂结构SLM成形过程进行了分析,确定了随着悬垂角度和悬垂长度变化,其结构温度场、应力场的变化规律。基于不同悬垂结构的应力分布效果,得到了SLM成形管道残余应力随着成形高度变化的应力分布规律。并依据SLM成形管道残余应力分布规律,建立了管道SLM成形的形状预测和补偿模型,完成了补偿设计模型的制备,得到了成形质量较为理想的管道模型。
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