[發(fā)明專利]一種基于增材設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴再制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710017856.3
• 申請(qǐng)日: 2017-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN106813263A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓品連;張坤;袁龍輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F23R3/28
• 分類號(hào): F23R3/28
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)44248
• 代理人: 羅志偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其涉及一種基于增材設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴再制造方法。

背景技術(shù)

始于80年代的增材設(shè)計(jì)制造技術(shù)，取得了飛速的發(fā)展，應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。隨著研究的不斷深入，增材設(shè)計(jì)制造技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步提高精度，降低成本，在高性能終端零部件的直接制造方面具有非常大的提升空間。這使得利用這一革命性的制造技術(shù)制造復(fù)雜航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件成為可能。

傳統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴的制造周期較長，制造難度和綜合成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種基于增材設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴再制造方法，利用先進(jìn)增材設(shè)計(jì)制造技術(shù)可在航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴現(xiàn)有功能結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上快速實(shí)現(xiàn)再制造，大幅度縮減制造周期，降低制造難度和綜合成本。

本發(fā)明提供了一種基于增材設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴再制造方法，采用基于空心球單元的亞表面細(xì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)增材設(shè)計(jì)技術(shù)，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴的外周壁內(nèi)部植入空心球單元，形成中空網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，相鄰的所述空心球單元之間呈相交、相切、相離中的任意一種。

本發(fā)明還提供了一種基于增材設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴再制造方法，

S1、建立傳統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴的功能結(jié)構(gòu)模型；

S2、按照減輕重量、消除局部應(yīng)力集中的再制造要求，對(duì)上述功能結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行基于空心球單元的亞表面細(xì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的增材設(shè)計(jì)，形成增材設(shè)計(jì)模型；

S3、采用有限元分析工具對(duì)上述增材設(shè)計(jì)模型進(jìn)行性能校核，如果性能校核達(dá)到設(shè)定的要求，即進(jìn)入下一步；否則，返回上一步驟；

S4、將分析校核好的增材設(shè)計(jì)模型導(dǎo)入增材制造設(shè)備完成增材再制造。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括步驟S5、進(jìn)行可靠性驗(yàn)證。

本發(fā)明的有益效果是：利用先進(jìn)增材設(shè)計(jì)制造技術(shù)可在航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴現(xiàn)有功能結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上快速實(shí)現(xiàn)再制造，大幅度縮減制造周期，降低制造難度和綜合成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種基于增材設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴再制造方法的示意圖。

圖2是采用本發(fā)明一種基于增材設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴再制造方法制造的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴的示意圖。

圖3是采用本發(fā)明一種基于增材設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴再制造方法制造的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴的剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說明及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

一種基于增材設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴再制造方法，采用基于空心球單元的亞表面細(xì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)增材設(shè)計(jì)技術(shù)，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴1的外周壁內(nèi)部植入空心球單元2，形成中空網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在減小航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴重量的同時(shí)緩解甚至消除應(yīng)力集中，最后通過增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)再制造，提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴的使用壽命和航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體的耐用性。

所述的再制造技術(shù)指的是在現(xiàn)有航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴功能結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對(duì)其外周壁內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)并不破壞燃油噴嘴的原有功能結(jié)構(gòu)，保證再制造后的優(yōu)良工作性能。

所述的基于空心球單元2的亞表面細(xì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)增材設(shè)計(jì)，是在亞表面內(nèi)利用空心球單元2合理優(yōu)化其內(nèi)部結(jié)，并不改變?nèi)加蛧娮斓脑泄δ堋Ｔ趹?yīng)力集中區(qū)域植入空心球單元，在保證外部功能結(jié)構(gòu)不變的前提下有效減少應(yīng)力集中。

所述球單元空心球2的半徑、厚度不受約束，可根據(jù)原有結(jié)構(gòu)功能特性的要求任意配置。

相鄰的所述空心球單元2之間呈相交、相切、相離中的任意一種，可根據(jù)原有結(jié)構(gòu)功能特性的要求任意配置。

如圖1至圖3所示，一種基于增材設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴再制造方法，

S1、建立傳統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴1的功能結(jié)構(gòu)模型；

S2、按照減輕重量、消除局部應(yīng)力集中的再制造要求，對(duì)上述功能結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行基于空心球單元2的亞表面細(xì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的增材設(shè)計(jì)，形成增材設(shè)計(jì)模型；

S3、采用有限元分析工具對(duì)上述增材設(shè)計(jì)模型進(jìn)行性能校核，性能校核包括強(qiáng)度、剛度等各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)定的要求（例如：不弱于傳統(tǒng)工藝制造的構(gòu)件），如果性能校核達(dá)到設(shè)定的要求，即進(jìn)入下一步；否則，返回上一步驟；

S4、將分析校核好的增材設(shè)計(jì)模型導(dǎo)入增材制造設(shè)備完成增材再制造。

S5、必要時(shí)，進(jìn)行可靠性驗(yàn)證。