CN106813263A - 一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法 - Google Patents

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韩品连
张坤
袁龙辉
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply

Abstract

本发明提供了一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，采用基于空心球单元的亚表面细网结构增材设计技术，在航空发动机燃油喷嘴的外周壁内部植入空心球单元，形成中空网络结构。本发明的有益效果是：利用先进增材设计制造技术可在航空发动机燃油喷嘴现有功能结构的基础上快速实现再制造，大幅度缩减制造周期，降低制造难度和综合成本。

Description

一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法
技术领域
本发明涉及航空发动机，尤其涉及一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法。
背景技术
始于80年代的增材设计制造技术，取得了飞速的发展，应用于诸多领域，展现出巨大的应用前景。随着研究的不断深入，增材设计制造技术将会进一步提高精度，降低成本，在高性能终端零部件的直接制造方面具有非常大的提升空间。这使得利用这一革命性的制造技术制造复杂航空发动机部件成为可能。
传统航空发动机燃油喷嘴的制造周期较长，制造难度和综合成本较高。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，利用先进增材设计制造技术可在航空发动机燃油喷嘴现有功能结构的基础上快速实现再制造，大幅度缩减制造周期，降低制造难度和综合成本。
本发明提供了一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，采用基于空心球单元的亚表面细网结构增材设计技术，在航空发动机燃油喷嘴的外周壁内部植入空心球单元，形成中空网络结构。
作为本发明的进一步改进，相邻的所述空心球单元之间呈相交、相切、相离中的任意一种。
本发明还提供了一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，
S1、建立传统航空发动机燃油喷嘴的功能结构模型；
S2、按照减轻重量、消除局部应力集中的再制造要求，对上述功能结构模型进行基于空心球单元的亚表面细网结构的增材设计，形成增材设计模型；
S3、采用有限元分析工具对上述增材设计模型进行性能校核，如果性能校核达到设定的要求，即进入下一步；否则，返回上一步骤；
S4、将分析校核好的增材设计模型导入增材制造设备完成增材再制造。
作为本发明的进一步改进，还包括步骤S5、进行可靠性验证。
本发明的有益效果是：利用先进增材设计制造技术可在航空发动机燃油喷嘴现有功能结构的基础上快速实现再制造，大幅度缩减制造周期，降低制造难度和综合成本。
附图说明
图1是本发明一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法的示意图。
图2是采用本发明一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法制造的航空发动机燃油喷嘴的示意图。
图3是采用本发明一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法制造的航空发动机燃油喷嘴的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，采用基于空心球单元的亚表面细网结构增材设计技术，在航空发动机燃油喷嘴1的外周壁内部植入空心球单元2，形成中空网络结构，在减小航空发动机燃油喷嘴重量的同时缓解甚至消除应力集中，最后通过增材制造技术实现再制造，提高航空发动机燃油喷嘴的使用寿命和航空发动机整体的耐用性。
所述的再制造技术指的是在现有航空发动机燃油喷嘴功能结构的基础上对其外周壁内部结构进行创新设计。该设计并不破坏燃油喷嘴的原有功能结构，保证再制造后的优良工作性能。
所述的基于空心球单元2的亚表面细网结构增材设计，是在亚表面内利用空心球单元2合理优化其内部结，并不改变燃油喷嘴的原有功能。在应力集中区域植入空心球单元，在保证外部功能结构不变的前提下有效减少应力集中。
所述球单元空心球2的半径、厚度不受约束，可根据原有结构功能特性的要求任意配置。
相邻的所述空心球单元2之间呈相交、相切、相离中的任意一种，可根据原有结构功能特性的要求任意配置。
如图1至图3所示，一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，
S1、建立传统航空发动机燃油喷嘴1的功能结构模型；
S2、按照减轻重量、消除局部应力集中的再制造要求，对上述功能结构模型进行基于空心球单元2的亚表面细网结构的增材设计，形成增材设计模型；
S3、采用有限元分析工具对上述增材设计模型进行性能校核，性能校核包括强度、刚度等各项性能指标达到设定的要求（例如：不弱于传统工艺制造的构件），如果性能校核达到设定的要求，即进入下一步；否则，返回上一步骤；
S4、将分析校核好的增材设计模型导入增材制造设备完成增材再制造。
S5、必要时，进行可靠性验证。
本发明提供的一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，在保证现有燃油喷嘴先进工作性能的条件下，采用基于空心球单元2的亚表面细网结构设计：将空心球单元2置于喷嘴外周壁内部，减轻重量，克服应力集中。相比传统航空发动机燃油喷嘴的复杂制造过程，本发明采用先进增材设计制造技术一次成形，大大缩短制造周期，降低制造成本。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，其特征在于：采用基于空心球单元的亚表面细网结构增材设计技术，在航空发动机燃油喷嘴的外周壁内部植入空心球单元，形成中空网络结构。
2.根据权利要求1所述的基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，其特征在于：相邻的所述空心球单元之间呈相交、相切、相离中的任意一种。
3.一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，其特征在于：
S1、建立传统航空发动机燃油喷嘴的功能结构模型；
S2、按照减轻重量、消除局部应力集中的再制造要求，对上述功能结构模型进行基于空心球单元的亚表面细网结构的增材设计，形成增材设计模型；
S3、采用有限元分析工具对上述增材设计模型进行性能校核，如果性能校核达到设定的要求，即进入下一步；否则，返回上一步骤；
S4、将分析校核好的增材设计模型导入增材制造设备完成增材再制造。
4.根据权利要求3所述的基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，其特征在于：还包括步骤S5、进行可靠性验证。
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