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截面结构强度分析校核方法是风力机叶片设计优化的关键问题.针对现有的叶片工程力学计算方法精度不高、有限元分析方法计算开销较大的问题,在研究风力机复合材料叶片结构设计模型的基础上,基于复合材料力学理论,推导出计算叶片截面周向各处拉伸和剪切应变的计算公式;在叶片生命周期内的极限载荷下,对某1.5 MW叶片进行了结构强度计算和分析,通过与该叶片在当量极限载荷下的测试结果对比,验证了所述方法的有效性.

关键词: 风力机叶片 , 结构模型 , 复合材料力学 , 结构强度 , 理论分析

钛合金表面半导体激光气体氮化涂层的性能研究

郭士锐 , 郭小锋 , 易云杰 , 姚建华 , 曹衍龙

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.09.030

目的提升钛合金(TC4)叶片表面性能,解决失效问题.方法实验采用激光局部气体氮化工艺代替传统氮化工艺,利用2 kW柔性光纤耦合半导体激光器在钛合金(TC4)基体表面采用气体氮化的方法制备TiN表面改性层.采用摩擦磨损试验机和改制的汽蚀装置分别测试了氮化层与基体(TC4)的耐磨性与抗汽蚀性能.结果摩擦磨损实验后,激光氮化层的质量损失为2.3 mg,基体TC4的质量损失为20.2 mg,激光氮化层的损失质量为基体TC4的11.3％,激光氮化层抗磨损性能相较基体TC4提高了7倍.TC4基体汽蚀损失的质量为4.08 mg,而氮化层的质量损失为1.13 mg,氮化层的抗汽蚀性能比基体提高了2.61倍.结论采用半导体激光气体氮化钛合金叶片能够得到分布着大量TiN枝晶的氮化层,提高表面耐磨损性能,氮化层中的TiN枝晶构成的网篮状组织对其表面抗汽蚀性能也有所提高.

关键词: 钛合金 , 激光气体氮化 , 半导体激光器 , 耐磨性性能 , 抗汽蚀性能 , 表面改性

双锋角钻头钻削碳纤维增强树脂基复合材料研究

刘洋 , 李鹏南 , 陈明 , 邱新义 , 胡立湘

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.06.012

采用双锋角钻头和普通麻花钻对T700碳纤维复合材料(CFRP)进行钻削试验,从钻削轴向力、制孔出口质量和表面粗糙度等方面分析双锋角钻头在不同加工参数下制孔特点,并与普通麻花钻进行对比.试验结果表明:与普通麻花钻对比,双锋角钻头钻削CFRP时钻削轴向力减小约20％,制孔出口质量更好,孔壁的表面粗糙度值减小,体现优异的切削性能更适合CFRP的制孔加工.

关键词: 双锋角钻头 , CFRP , 钻削轴向力 , 出口质量 , 孔壁表面粗糙度

双锋角钻头钻削碳纤维增强树脂基复合材料钻孔缺陷的研究

刘洋 , 李鹏南 , 陈明 , 邱新义 , 唐玲艳

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.05.010

针对碳纤维复合材料钻孔时易产生撕裂、毛刺等缺陷的特点,采用双锋角钻头为研究对象,从横刃、第一主切削刃和第二主切削刃对孔入、出口缺陷的影响和加工参数对撕裂因子的影响规律等方面分析双锋角钻头钻孔特点,并与普通麻花钻进行对比.结果表明:在相同的加工参数下,双锋角钻头双主切削刃加工特点降低了入、出口钻削轴向力,有效抑制了入、出口撕裂、毛刺等缺陷产生,更适合于钻削碳纤维复合材料.主轴转速增大有利于减小撕裂因子,随着进给速度的增加撕裂因子呈增大的趋势.采用多元线性回归方法建立了试验两种钻头钻孔入、出口的撕裂因子与加工参数之间的回归预测模型.

关键词: 双锋角钻头 , 碳纤维复合材料 , 撕裂 , 加工参数