《民用飛機構件先進成形技術》凝聚了3個國家重點實驗室主任、5位長江學者教授的科研團隊的創(chuàng)新成果和實踐經驗,系統(tǒng)化介紹了民用飛機構件先進成形技術,包括已經在飛機制造過程中獲得應用的先進塑性成形技術、鑄造技術、焊接技術和作者認為未來可能在飛機制造中獲得應用的增材制造技術等。
《民用飛機構件先進成形技術》針對的閱讀對象是航空領域的研究生、制造企業(yè)工藝技術人員和設計院所工程設計人員。
民用飛機是當今世界眾所矚目的高技術前沿,代表著一個國家或地區(qū)的核心競爭力。迄今為止,美國波音公司和歐洲空中客車公司雄霸世界,占據(jù)了民用飛機市場絕大部分份額。我國在中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要中確立了大型飛機重大科技專項,C919大型商用飛機將代表我國首先進入世界民用飛機市場競爭的大舞臺。民用飛機構件先進成形技術是支撐大飛機設計和制造的關鍵技術,為了使我國的大飛機制造從業(yè)者和研究人員了解民用飛機構件先進成形技術發(fā)展前沿和我國在此領域的技術現(xiàn)狀,以便更好地服務于我國民用飛機設計和制造事業(yè),我們按照本叢書編委會的安排組織了本書的寫作。
本書主要介紹民用飛機構件先進成形技術,包括已經在飛機制造過程中獲得應用的和作者認為未來可能在飛機制造中獲得應用的先進成形技術。本書針對的閱讀對象是航空領域的研究生、制造企業(yè)工藝技術人員和設計院所工程設計人員。本書的主要目的,是幫助上述讀者群比較全面地了解當前民用飛機制造技術的發(fā)展前沿,并對其研究和工程實踐起到有效的指導作用。由于構件先進成形技術涉及面非常寬,而本書的篇幅有限,不可能包羅無遺,因此只精選了一部分先進成形技術。每一種述及的先進成形技術都力求寫作精簡扼要。但為了能對讀者的研究和工程實踐有實際的幫助,又要求每一種述及的技術的原理、效能和應用案例有足夠完整和深入的介紹。
本書共分五篇11章:
第一篇分三章介紹了民用飛機構件先進成形技術的一些共性基礎,包括第1章“民用飛機主要結構材料及相關的成形技術”,第2章“航空結構創(chuàng)新構型拓撲優(yōu)化設計”和第3章“成形工藝數(shù)字化仿真技術”。
第二篇“先進塑性成形技術”,包括第4章“鈦合金大型復雜整體構件等溫局部加載近凈成形”和第5章“高性能輕量化彎管件數(shù)控彎曲精確成形”。
第三篇“先進鑄造技術”,包括第6章“鈦合金鑄造”和第7章“反重力鑄造”。第四篇“先進焊接技術”,包括第8章“激光焊接”和第9章“攪拌摩擦焊”。
第五篇“增材制造技術”,包括第10章“增材制造的技術原理與方法”和第11章“增材制造的航空應用”。
參與本書寫作的都是我國在相關技術領域處于領先水平的研究團隊,相關章節(jié)的內容包括了這些團隊自己的研究成果和對世界范圍內各領域技術發(fā)展的總結,可以代表我國在相關技術領域的發(fā)展水平和反映世界范圍內各相關技術領域發(fā)展前沿的現(xiàn)狀。
本書是集體著述的結晶,我國先進成形技術領域大量高水平研究人員參與了本書寫作。由于封面空間有限,無法把所有參與本書寫作的作者都列入封面署名,只能每一章選取一位主要作者署名在封面上,我在此對未能在封面署名的作者表示歉意!
參與本書各章節(jié)寫作的作者和提供素材的人員如下:
第一篇篇首語由西北工業(yè)大學黃衛(wèi)東撰寫。第1章由中國商用飛機公司上海飛機制造廠陳保國撰寫,成都飛機公司張平提供了素材;第2章由西北工業(yè)大學張衛(wèi)紅、朱繼宏、高彤撰寫;第3章由清華大學許慶彥,西北工業(yè)大學郭良剛、馬良和魏雷撰寫。
第二篇篇首語由西北工業(yè)大學詹梅撰寫。第4章和由西北工業(yè)大學楊合、孫志超撰寫;第5章由西北工業(yè)大學李恒撰寫。
第三篇篇首語和第6章由沈陽鑄造研究所集體撰寫,由婁延春總負責,具體參與寫作的人員與分工如下:鈦部總負責趙軍,檢測總負責李興捷,統(tǒng)稿劉時兵;各小節(jié)具體分工:6.1概述:劉時兵;6.2鑄造鈦合金:劉時兵、劉鴻羽、張有為;6.3熔鑄技術:張有為、劉時兵;6.4造型技術:包春玲、游濤、劉宏宇、楊曉曦、閆平;6.5清理、精整及熱處理:史昆、包憲宇;6.6質量檢測:朱智、張震、劉洋、趙立文、王志明。第7章由西北工業(yè)大學王猛撰寫,介萬奇提供了素材。
第四篇篇首語由哈爾濱工業(yè)大學陳彥賓撰寫。第8章由哈爾濱工業(yè)大學陳彥賓和陶汪撰寫;第9章由南昌航空大學柯黎明和邢麗撰寫,南昌航空大學陳玉華、黃春平、毛育青和中航工業(yè)北京制造工程研究所欒國紅提供了素材。
第五篇篇首語由黃衛(wèi)東撰寫。第10章和第11章由西安交通大學李滌塵,西北工業(yè)大學林鑫和黃衛(wèi)東撰寫,西北工業(yè)大學楊海歐和熊江濤提供了素材。
全書由黃衛(wèi)東審校修改,并與相關章節(jié)作者協(xié)商定稿。
由于作者水平有限,加之時間倉促,書中存在的不當之處,敬請讀者指正。
第一篇 民用飛機構件先進成形技術基礎
1 民用飛機主要結構材料及相關的成形技術
1.1 民用飛機結構材料應用和發(fā)展趨勢
1.2 民用飛機結構材料成形技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
2 航空結構創(chuàng)新構型拓撲優(yōu)化設計
2.1 概述
2.1.1 拓撲優(yōu)化技術簡介
2.1.2 拓撲優(yōu)化與構件先進成形技術
2.2 拓撲優(yōu)化技術的應用現(xiàn)狀
2.2.1 商業(yè)化軟件
2.2.2 標準結構拓撲布局設計
2.2.3 加筋結構拓撲布局設計
2.3 拓撲優(yōu)化技術最新發(fā)展
2.3.1 考慮靜強度的拓撲優(yōu)化設計
2.3.2 熱力耦合結構拓撲優(yōu)化設計
2.3.3 考慮動力學響應的結構拓撲優(yōu)化設計
2.3.4 整體式多組件結構拓撲優(yōu)化設計
2.3.5 多相材料結構拓撲優(yōu)化設計
2.3.6 考慮特殊工程要求的結構拓撲優(yōu)化設計
3 成形工藝數(shù)字化仿真技術
3.1 鑄造工藝模擬仿真
3.1.1 引言
3.1.2 數(shù)值模擬技術在航空發(fā)動機渦輪葉片上的應用
3.1.3 小結
3.2 塑性成形工藝模擬仿真
3.2.1 引言
3.2.2 數(shù)值模擬技術在航空航天領域環(huán)鍛件輾軋成形中的應用
3.2.3 小結
3.3 增材制造工藝模擬仿真
3.3.1 引言
3.3.2 增材制造數(shù)值模擬技術在航空航天領域的應用
3.3.3 小結
第二篇 先進塑性成形技術
4 鈦合金大型復雜整體構件等溫局部加載近凈成形
4.1 引言
4.2 鈦合金大型復雜整體構件等溫局部加載成形原理
4.2.1 鈦合金大型復雜整體構件等溫局部加載成形基本原理
4.2.2 鈦合金大型復雜整體構件等溫局部加載成形面臨的挑戰(zhàn)
4.3 等溫局部加載多道次成形宏觀變形與微觀組織演化
4.3.1 等溫局部加載不均勻變形特征
4.3.2 等溫局部加載不同加載區(qū)和過渡區(qū)微觀組織與性能
4.4 等溫局部加載宏觀成形缺陷預測與控制
4.4.1 等溫局部加載宏觀成形缺陷形式
4.4.2 等溫局部加載宏觀成形缺陷預測與控制
4.5 鈦合金大型復雜整體構件等溫局部加載成形過程優(yōu)化控制
4.5.1 大型復雜整體構件不等厚坯料優(yōu)化設計
4.5.2 等溫局部加載全過程工藝參數(shù)優(yōu)化與控制
4.5.3 大型組合模具優(yōu)化設計與運動控制
5 高性能輕量化彎管件數(shù)控彎曲精確成形制造技術
5.1 引言
5.2 數(shù)控彎曲成形原理及難變形管材彎曲性能
5.2.1 數(shù)控彎曲成形原理
5.2.2 難變形管材彎曲性能
5.3 拉壓區(qū)不均勻變形與成形缺陷特征
5.3.1 數(shù)控彎曲拉壓區(qū)不均勻變形特征
第三篇 先進鑄造技術
第四篇 先進焊接技術
第五篇 增材制造技術