飞机起落架深孔电解加工技术研究

发布时间：2020-04-08 01:30

【摘要】：飞机起落架作为飞机起飞、降落及地面滑行时的关键承力部件,凭借其具有的复杂内部型腔异形孔结构,通过吸收、耗散飞机着陆与滑行时与地面间形成的冲击能量保证了飞行的安全性能,同时为了使此类异形支撑孔具优异的材料力学性能,目前主流的起落架异形孔所使用材料为具有超高强度、韧性的300M钢。然而,在采用传统切削加工制造此类异形结构孔时,由于材料高强度特性以及型孔的复杂结构,使得这类孔在切削过程会存在因切削应力大、切削温度高、排屑与冷却不畅而引起的刀具磨损严重与崩刃的现象,使得该类硬质合金材料复杂异形孔很难在较短周期内实现批量化快速制造。为此,本文利用电解加工这种具有非接触式加工复杂异形难切削材料的优势特点,提出了一种基于微观电化学蚀除机理研究分析的300M钢飞机起落架异形孔电解加工技术。首先,在流场机理研究方面,根据电化学气液两相流理论,引入气泡率、截面含气率与流动密度等流动参数构建电解加工的气液两相流数学模型,通过数值求解计算实现对基于流场设计参数下的阴极流道结构设计指导;其次,在电场机理研究方面,根据电化学电极过程与法拉第定律分别建立一、二、三次电流密度环境下的电场模型,并通过COMSOL模拟仿真分析获得蚀除速度模型;同时,基于上述对电解加工电场、流场的作用机理分析,建立电解加工多物理场耦合有限元分析模型并研究多物理场耦合作用下各工艺参数对加工质量、效率的作用影响,利用逐步回归分析法与综合误差评价准则获取最优工艺设计参数,从而实现宏观工艺的最有设计;最后,为了验证基于多场耦合模型下所得参数的准确性,按照所得最优参数对起落架型腔进行电解加工实验验证,并且得到了高精度的起落架制件。通过研究300M钢这种材料在电解加工环境下的微观蚀除机理特性,从电场、流场这2个关键物理场角度入手,建立多物理场耦合模型,实现对微观电化学蚀除特性下的宏观设计工指导,从而实现300M钢起落架复杂异形孔的高精度快速制造。
【图文】：

飞机起落架,外形,结构示意图,安全性

1 绪论所示）是为了保证飞机安全起飞和降落及滑行时与地面形成的冲击能量，所以安全性。为了保证飞机的安全性，基于提高并增加其的使用寿命，飞机起落架的制造，同时考虑到 4330M 已不能满足大飞机础上又研制了 300M 钢，其合金主要元素和 V 元素，使得 300M 钢的强度提高，所以 300M 钢是许多主流飞机起落架的

飞机起落架,深孔加工

图 1.2 飞机起落架深孔型腔结构 300M 钢飞机起落架的深孔加工主要采用的是钻孔、镗孔等切削制业协会的统计数据，近几年来仅航空航天领域对于这些硬质难切削合刀具总额每年都超过了 20 亿元，且加工这种材料的刀具材料 80%是M 钢飞机起落架的深孔加工，采用传统机械切削加工技术的优点与缺
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TG662;V261.5

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