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  • 航空制造商深入探寻轻质金属的成形与行为 2022-06-14 | 来源:nba赌注平台app 作者:nba赌注平台app下载
  •   【据铸造杂志2016年3月12日报道】美国轻质材料制造创新机构(LIFT)最新的技术研发项目,不再特别强调材料如何制造,而是强调它们如何成形,在实际应用中如何表现。最近LIFT宣布的两个项目就专注于更高价值、更专业的材料,体现了制造商在完成新兴产品设计上获得更高柔性的一个通用需求。

      LIFT作为国家制造创新网络中的一个制造创新机构建立于2014年,以特定的发展目标,协调学院和研究机构与可能的工业合作伙伴的联合研究。国家制造创新网络是一项联邦计划,旨在建立加速新制造技术开发和应用的区域性中枢。

      2015年,LIFT启动了两个工业界-学术界研究,优化轻质材料球墨铸铁的生产技术,为航空航天、防务和汽车应用开发真空辅助的模锻技术。

      今年宣布的两个项目似乎关注点收窄,就制造部门来说是可能受益,但这却是定义制造实践的一个更激进的方法。

      一月,它启动了一个识别钛合金零件低成本设计和试验手段的项目,以改进飞行器发动机及其它航空航天应用开发和制造成本。特别地,研究人员旨在开发计算机模型,从而材料开发、组件设计和制造的成本可缩减达50%。据LIFT的CTO Alan Taub表示,还将开发新的“计算工具”。Taub预计新工具还将改善钛合金组件的制造。

      LIFT的执行主任Lawrence Brown表示:“钛自身的成本和设计与试验新组件的时间是一个重要障碍。如果工业界和学术界之间的合作能够降低这一障碍,将鼓励大家更多使用这种优秀的轻质材料。飞行器发动机的涡轮风扇运行在高要求条件下,但是对维持高性能至关重要。”

      GE航空与俄亥俄州立大学的轻金属与制造研究实验室正在执行这项研究。参与者还有EWI、普度大学和西南研究所、密歇根大学和北德克萨斯大学。加入研究伙伴的还有波音与科学变形技术公司,后者开发的工程软件能够分析金属成形、热处理、加工和机械连接工艺。

      下一个研究领域将是铝锂合金。LIFT的第四个项目将寻求喷气发动机以及其它关键应用中Al-Li组件的性能预测。联合技术研究中心和密歇根大学是牵头研究伙伴,将执行先进计算仿真,以预测使用条件下铝锂合金的性能。它们的工作将包括工业操作中材料变化的工艺建模和仿真。其它研究参与者包括洛克希德马丁、西部保留地大学、俄亥俄州立大学和西南研究所。

      联合技术研究中心首席研究工程师Alex Staroselsky表示:“任何对这些合金感兴趣的公司可从我们的开发中获益,但是我们真正专注于改进航空航天工业的涡轮发动机组件。”

      铝锂合金现在已经不是新事物:它们近年来已经应用于成形商业机身的零件,包括空客A380和A350以及波音787。航空航天制造商也应用这个材料,为防务系统成形航天飞机和火箭的燃料箱。

      锂金属是密度最低的金属,当其与铝合金化后,创造的材料拥有较低的结构质量,但却比标准铝合金强度更高,更抗应变,尽管达到后者的质量需要谨慎的时效处理。

      据LIFT综合计算材料工程的技术领袖John Allison表示:“早期的铝锂合金有时存在裂纹问题或高温环境性能问题。最新一代的合金在几个方面改善巨大,但是我们真正需要更多的综合计算模型,以通过许多步骤来预测它们的性能,从它们的原子结构到一个成品组件。铝锂合金通常拥有类似于林中谷物的微结构。它的行为在你向不同方向弯曲它的时候变得不同。独特的跨学科团队将开发称作晶体塑性建模的技术,预测一个合金的最终微结构。这将在其成形为一个零件时就定义了合金的机械性能。”

      LIFT CTO Alan Taub表示这个两年期项目将识别“合适的计算工具”,将使“更快更好地”设计更轻的喷气发动机组件成为可能。(中国航空工业发展研究中心 刘亚威)



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