飞机弱刚性肋缘条加工变形分析与控制技术基础研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51405226
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0509.加工制造
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The aircraft rib is the key structure for assembling wing and airframe with high precision, but the analysis and control for machining distortion are difficult because of its unusual characters of structural mechanics, high level and complex distribution residual stresses of blank, which has seriously restricted the research and produce of many types of great aircrafts in China. Aim at the status of modeling for predicting distortion lacks theory support, this project will study and submit the rule and mathematics model of residual stresses mixing and repeating in thin-walls, the structural mechanics characteristic of pool rigidity and slightness rib, build a mechanics model of rib according with its impersonality distortion rules, and enhance the accuracy of analyzing the machining distortion. Focus on the problem of control machining distortion induced by complex residual stresses, this project will study the relationship among residual stress field, distortion potential energy and distortion shape, submit an index for estimating the change of residual stress field; study new methods for adjusting the distribution and release of residual stresses in the blank by optimizing blank structure and machining allowance, explore the technics means for modulating the shear components of machining induced residual stresses, and finally put forward new technologies for control the machining distortion by adjusting residual stresses. The study of this project has very important academic significance and engineering value to clarifying the special mechanics mechanism of machining distortion of pool rigidity rib, analysis and control distortion with high level precision and promoting the research and produce of great aircrafts in China.
飞机对接肋缘条是保证机翼与机身精确对接的关键结构件,但是其结构力学性质特殊、毛坯残余应力幅值高且分布复杂带来了加工变形分析精度低和控制困难的问题,严重制约了我国大型飞机的研制和生产。针对高精度变形分析建模缺乏理论支撑的现状,项目拟研究并揭示薄壁内残余应力混合叠加规律和数学模型、弱刚性细长缘条的结构力学特性,建立符合缘条变形客观规律的力学模型,提高加工变形分析精度;针对复杂残余应力导致的加工变形控制难题,项目拟研究残余应力场与变形势能、变形形态的内在关系,提出残余应力场演变的量化指标,研究通过优化毛坯结构和加工余量调节毛坯残余应力分布和释放过程的方法,探索调节切削剪切残余应力的工艺手段,最终形成基于残余应力量化调节的加工变形控制技术。项目研究对阐明弱刚性缘条加工变形的独特力学机理,高精度地分析和控制缘条加工变形,促进我国大飞机的研制和生产,具有重要理论意义和工程价值。

结项摘要

针对壁厚变化、截面开敞、结构细长的飞机对接肋缘条的加工变形分析和控制难题,本研究从缘条的结构特点、加工变形的力学特性,以能量理论为全新视角阐述了加工变形的本质原因,以弱刚性结构件为研究对象,进行了变形控制的深入研究。.(1)以薄板拉伸为基础进行了拉伸铣削实验,对薄壁件表层耦合应力分布进行测量,通过有限元切削仿真进行验证。对表层耦合应力分布进行分析和建模,为零件变形仿真提供更加准确的应力条件。.(2)以实验力学为基础,开展了毛坯材料的残余应力测试与建模基础研究。根据剪力滞后等原理,提出了试样尺寸设计准则。针对结构的几何特征,研究了薄板残余应力测试、建模与修正问题。.(3)采用能量理论分析加工变形问题,阐述了变形问题的影响因素。建立典型缘条零件的数值模型,通过仿真研究加工变形的动态过程,量化分析了初始应变能、变形过程动能和附加变形的应变能的相互转化关系,探明了应变能初始状态和动态释放速度对加工后应力分布和零件变形的影响规律。.(4)加工变形在不同的阶段由不同的因素主导,粗加工阶段变形主要由初始残余应力释放导致。精加工阶段变形由结构弱刚性与加工残余应力共同作用导致。 通过缩比试验件的数值仿真和试验研究,通过加工余量优化调节加工过程的残余应力释放对加工变形进行了有效改善。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(1)
Measurement of Surface Residual Stresses Generated by Turning Thin-Wall Ti6Al4V Tubes Using Different Cutting Parameters
使用不同切削参数车削薄壁 Ti6Al4V 管材产生的表面残余应力的测量
  • DOI:
    10.1016/s1875-5372(16)30025-x
  • 发表时间:
    2015-10
  • 期刊:
    Rare Metal Materials and Engineering
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    Meng Longhui;He Ning;Yang Yinfei;Zhao Wei
  • 通讯作者:
    Zhao Wei
Accurate measurement of the surface residual stresses generated by milling in pre-equilibrium state
精确测量预平衡状态下铣削产生的表面残余应力
  • DOI:
    10.1557/jmr.2016.205
  • 发表时间:
    2016-06
  • 期刊:
    Rare Mete Materials and Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Longhui Meng;Maen Atli;Yinfei Yang;Ning He
  • 通讯作者:
    Ning He
难加工材料枪钻加工技术研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    工具技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨吟飞;刘景景;李亮;李亮
  • 通讯作者:
    李亮

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其他文献

Feasible fabrication of a wear-resistant hydrophobic surface
耐磨疏水表面的可行制造
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2018.09.030
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    肖思浓;郝秀清;杨吟飞;李亮;何宁
  • 通讯作者:
    何宁
Ti6Al4V钛合金枪钻加工轴线直线度误差试验研究
  • DOI:
    10.16567/j.cnki.1000-7008.2017.03.025
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    工具技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘景景;李亮;杨吟飞
  • 通讯作者:
    杨吟飞
适用于多种材料阵列微槽加工的聚晶金刚石铣槽刀制备
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国机械工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨吟飞;钟蠡;李亮;郝秀清;何宁
  • 通讯作者:
    何宁
基于微量润滑的两级雾化仿真与试验研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    汤羽昌;何宁;赵威;李亮;杨吟飞
  • 通讯作者:
    杨吟飞

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大型构件轮廓变形的应力映射和能量演变机制与轮廓度精确稳定控制方法研究
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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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