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叶片是航空发动机的核心零件,其表面完整性特征对其服役环境下的疲劳寿命和气流动力性能等影响巨大。然而,叶片表面的高质量精密加工一直是航空领域专家的头号难题。目前,虽然砂带磨削技术已经成功运用在航发叶片精密加工领域中,但是其加工出的表面主要以横向纹理为主,且该纹理的表面完整性特征及其分布容易造成叶片在承受高温、高频载荷下形成微裂纹、表层显微结构变化等缺陷。而基于微观加强筋作用机理提出的纵向砂带磨削方法,可在其表面形成纵向纹理,有利于提高叶片静动态疲劳寿命;但是由于尚未解决钛合金叶片纵向砂带磨削技术和表面纹理成形规律的研究,缺乏对这一新型磨削方法的科学评价。针对以上问题,本文通过建模仿真和实验验证相结合的方法,对航发钛合金叶片微观加强筋纵向砂带磨削方法进行了研究,揭示了微观加强筋砂带磨削规律,建立了钛合金叶片微观加强筋纵向砂带磨削方法。主要研究内容如下:(1)微观加强筋表面作用机理及其砂带磨削方法研究。首先,在断裂力学理论及加强筋表面作用机理前提下,对微观加强筋表面作用机理及其典型结构特征进行了分析。然后,研究了单颗粒纵向砂带磨削去除机理,建立了纵向砂带磨削参数化数学模型。最后,搭建了以钛合金为典型材料的微观加强筋砂带磨削基础实验平台,验证了钛合金材料表面微观加强筋砂带磨削方法。(2)钛合金材料微观加强筋砂带磨削规律研究。基于微观加强筋结构砂带磨削方法搭建了标准试验平台,并通过改变砂带磨削工艺参数完成了钛合金薄壁板微观加强筋砂带磨削试验。经过对试验加工结果的处理,分别分析了砂带磨削工艺参数对微观加强筋表面粗糙度及其结构特征参数之间的影响关系。(3)航发叶片全型面微观加强筋砂带磨削规划及模型仿真研究。首先,对航发叶片全型面微观加强筋纵向砂带磨削轨迹规划进行了分析。然后,分别对叶片全型面微观加强筋进行了平面尺寸设计和空间结构建模。最后,借助ANSYS有限元软件,分别对叶片全型面进行了静力学和模态仿真,并将有无加强筋作用下的微观加强筋仿真结果进行了对比分析。(4)航发钛合金叶片微观加强筋砂带磨削实验验证研究。首先,以某型号航空发动机压气机导向钛合金叶片为实验材料,搭建了叶片微观加强筋砂带磨削实验平台。然后,对加工后叶片表面完整性参数进行了检测,并对检测结果进行了对比分析。最后,对航发钛合金叶片微观加强筋纵向砂带磨削方法进行了实验验证。