涡轮叶片气膜冷却孔高速电火花加工防背伤方法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51775341
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0509.加工制造
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Back-strikes happened in the film cooling holes high speed EDM drilling is a bottle neck for the rapid developments of aircraft engine and gas turbine manufacturing in China. Aiming at solving the problem of sudden aggregation of discharge conditions while a tilt film cooling hole being broken through, which results in the instability of machining, this study will focus on the following contents. (1) Direct observation and analysis of special physical phenomena while a tilt film cooling hole being broken out by using a unique design of experimental setup; (2) Modeling and simulation of the specific flow field in the discharge gap while a tilt hole being broken out; (3) Proactive measures for improving the flow field and discharge conditions which lead to a better machining stability; (4) Development of reliable and fast break out detection method based on the machine learning technique; (5) Implementation of precise and effective control strategies for preventing the blades from back-strike; (6) Verification for the effectiveness of the above mentioned researches by conducting the test cut machining. During the study, two scientific issues will be addressed and solved: (1) What really happens in the discharge gap during the tilt film cooling hole being broken out by high speed EDM drilling? (2) How to resolve the space domain problem i.e. break out event by utilizing retrievable information from time and frequency domain in a real-time manner? The achievement of this study may dramatically leverage the turbine blades manufacturing technology in China.
涡轮叶片气膜冷却孔高速电火花加工中的背伤问题是制约我国航空发动机和燃气轮机制造发展的一个瓶颈。针对气膜冷却斜孔穿透瞬间放电条件突然恶化所引起的加工不稳定及控制困难等问题,本项目将重点研究:(1)采用独特的实验设计和实验方法直接观测斜孔穿透瞬间放电间隙物理现象并进行分析;(2)针对穿透过程特殊流场条件进行分析和仿真;(3)提出并采取主动改善斜孔穿透过程间隙流场及放电条件的方法和措施以提高加工过程的稳定性;(4)提出并实现基于机器学习的斜孔穿透精准检测方法;(5)提出并实现避免背伤的斜孔穿透过程可靠控制策略;(6)采用模拟加工实验方式验证上述方法的有效性。本项目试图解决两个科学问题:(1)斜孔高速电火花加工穿透瞬间及穿透过程中的极间物理现象的获取与认知;(2)如何有效利用可获取的“时域与频域信息”在线实时求解“空域事件”即“斜孔穿透”问题。本项目的研究成功有利于大幅度提升我国涡轮叶片制造水平。

结项摘要

涡轮叶片气膜冷却孔高速电火花加工中的背伤问题是制约我国航空发动机和燃气轮机制造发展的一个瓶颈。针对气膜冷却斜孔穿透瞬间放电条件突然恶化所引起的加工不稳定及控制困难等问题,本项目将重点研究以下内容:(1)设计直接观测实验方法直接观测斜孔穿透瞬间放电间隙物理现象并运用多物理场仿真的方法仿真穿透过程,揭示放电机理;(2)通过改善斜孔穿透过程间隙流场及放电条件的方法和措施以提高加工过程的稳定性;(3)提出基于机器学习中状态图的方法实现斜孔穿透精准检测方法;(4)实现避免背伤的斜孔穿透过程可靠控制策略。最终综合试验验证上述方法的有效性和可行性。最终解决了斜孔高速电火花加工穿透瞬间及穿透过程中的极间物理现象的获取与认知,以及利用放电过程中“时域与频域信息”解决了斜孔穿透检测和控制问题。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(6)
专利数量(4)
Non-productive time optimization for 5-axis EDM drilling using HVNTS algorithm
使用 HVNTS 算法优化 5 轴 EDM 钻孔的非生产时间
  • DOI:
    10.1080/00207543.2020.1779961
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    International Journal of Production Research
  • 影响因子:
    9.2
  • 作者:
    Wang Jian;Xi Xue-Cheng;Qin Ling;Zhang Ya-Ou;Zhao Wan-Sheng
  • 通讯作者:
    Zhao Wan-Sheng
Study on electrode vibration in the touch-down stage of fast electrical discharge machining drilling
快速放电加工钻孔触地阶段电极振动研究
  • DOI:
    10.1007/s00170-020-05820-x
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Xia Weiwen;Li Zilun;Chen Mo;Zhang Yaou;Zhao Wansheng
  • 通讯作者:
    Zhao Wansheng
Completion detection and efficiency improvement for breakout stage of fast EDM drilling
快速电火花钻孔突破阶段的完井检测及效率提升
  • DOI:
    10.1007/s00170-021-06936-4
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Zhang Yaou;Xia Weiwen;Li Zilun;Zhao Wansheng
  • 通讯作者:
    Zhao Wansheng
Breakout detection for fast EDM drilling by classification of machining state graphs
通过加工状态图分类进行快速电火花钻孔的断线检测
  • DOI:
    10.1007/s00170-019-04530-3
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Xia Weiwen;Li Zilun;Zhang Yaou;Zhao Wansheng
  • 通讯作者:
    Zhao Wansheng
Study on Gap Phenomena Before and After the Breakout Event of Fast Electrical Discharge Machining Drilling
快速电火花加工钻孔爆发前后间隙现象研究
  • DOI:
    10.1115/1.4046249
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xia Weiwen;Zhang Yaou;Chen Mo;Zhao Wansheng
  • 通讯作者:
    Zhao Wansheng

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其他文献

高速电弧放电加工的放电波形特征及伺服控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    电加工与模具
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐辉;顾琳;赵万生;陈吉朋
  • 通讯作者:
    陈吉朋
基于最小二乘支持向量机的在线工件厚度辨识
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    电加工与模具
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    豆尚成;奚学程;赵万生
  • 通讯作者:
    赵万生
用于场致发射电推力器的微发射针制造技术
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    上海交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    段君毅;赵万生;康小明
  • 通讯作者:
    康小明
高速电弧放电加工放电过程研究
  • DOI:
    10.1038/srep16943
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    电加工与模具
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张发旺;王春亮;顾琳;赵万生
  • 通讯作者:
    赵万生
反激式微细电火花加工脉冲电源研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
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    电加工与模具
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    官乐乐;蒋毅;覃德凡;赵万生
  • 通讯作者:
    赵万生

其他文献

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赵万生的其他基金

电火花加工放电通道等离子体特性研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高性能合金的电化学复合加工方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    199 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
高速电弧放电加工技术基础研究
  • 批准号:
    51235007
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    290.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目
纳米放电加工方法研究
  • 批准号:
    90923020
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    50.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
集束电极电火花加工技术研究
  • 批准号:
    50575136
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    29.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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