航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比與其熱端部件的工作溫度密切相關(guān),采用加力燃燒室可大幅提升發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,由于對(duì)航空要求的不斷提高,國(guó)內(nèi)外提出航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件使用新型耐高溫纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料(Ceramic Matrix Composites,CMC)和冷卻結(jié)構(gòu)(氣膜孔冷卻)。現(xiàn)階段常規(guī)的機(jī)械加工和經(jīng)典的特種加工無(wú)法滿足SiC_f/SiC復(fù)合材料精密低損傷的二次加工要求。本文提出水導(dǎo)激光加工的方法,利用其激光高效蝕除及水射流快速冷卻、沖刷和保護(hù)加工材料的特點(diǎn),對(duì)SiC_f/SiC復(fù)合材料進(jìn)行高質(zhì)量的加工。首先本文對(duì)激光與水的耦合裝置及調(diào)整裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)并通過(guò)COMSOL仿真軟件分析了耦合腔流場(chǎng)的速度和壓力分布,以此為基礎(chǔ)搭建了一套主要包括耦合光路、供水系統(tǒng)及加工平臺(tái)的水導(dǎo)激光加工系統(tǒng)。搭建好加工系統(tǒng)后進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試,主要對(duì)耦合模塊進(jìn)行對(duì)中耦合調(diào)試并檢驗(yàn)耦合質(zhì)量,提出了穩(wěn)定水束的判斷依據(jù)并對(duì)耦合失效的原因進(jìn)行了分析。然后對(duì)SiC_f/SiC復(fù)合材料的水導(dǎo)激光材料蝕除過(guò)程進(jìn)行了仿真研究,通過(guò)掃描電鏡和激光熱導(dǎo)儀對(duì)SiC_f/SiC復(fù)合材料進(jìn)行了結(jié)構(gòu)特性觀察和熱性能測(cè)定,對(duì)水導(dǎo)激光加工過(guò)程進(jìn)行了分析... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

耦合腔內(nèi)流道的幾何模型

圖 2-2 耦合腔內(nèi)流道的幾何模型 噴嘴是形成水導(dǎo)激光所必須的反流式水磨材料制成且噴嘴口有銳利的邊緣。根據(jù)片，噴嘴孔直徑 120μm。從加工制造的簡(jiǎn)螺釘式設(shè)計(jì)，加工時(shí)只需用六角不銹鋼安裝和拆卸更為方便。如圖 2-3 所示，紅寶文采用了鑲嵌安裝和貼片安裝兩種方式流，從六角螺釘中間通孔射出。

圖 2-4 CCD 上觀察的噴嘴孔 本文研究的加工材料 SiCf/SiC 復(fù)合材，用水導(dǎo)激光進(jìn)行加工必須要在較高的合裝置其設(shè)計(jì)承載水壓在 25MPa，這就耦合裝置需要進(jìn)行密封的地方有 4 處，噴嘴處。制的 55°密封圓錐管螺紋的設(shè)計(jì)，螺紋的連接與密封。耦合腔內(nèi)部流道是通過(guò)蓋間的密封，本文采用常見(jiàn)的 O 型圈密，通過(guò) 12 個(gè) M12 的螺釘連接上下蓋來(lái)合進(jìn)水束的光學(xué)窗口，激光經(jīng)聚焦鏡后口平面，本文中將此光學(xué)窗口稱為保護(hù)使用的保護(hù)玻璃。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]C_f/SiC陶瓷基復(fù)合材料車削加工工藝研究[J]. 王平,張權(quán)明,李良.  火箭推進(jìn). 2011(02)
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博士論文
[1]水導(dǎo)激光微細(xì)加工技術(shù)研究[D]. 李靈.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]硅微槽道的納秒激光與水射流復(fù)合加工工藝基礎(chǔ)研究[D]. 曹俊杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]SiC_p/Al復(fù)合材料的水導(dǎo)激光加工技術(shù)研究[D]. 譚淞年.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：2897609