一种新的电铸阳极轮廓设计方法

doi:CNKI:11-1929/V.20111011.1410.002

材料工程与机械制造

本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索

前一篇 |

一种新的电铸阳极轮廓设计方法

章勇, 朱增伟, 高虹, 朱荻

南京航空航天大学机电学院, 江苏南京 210016

收稿日期:2011-05-16 修回日期:2011-06-20 出版日期:2012-01-25 发布日期:2012-01-16
通讯作者: 朱荻 E-mail:dzhu@nuaa.edu.cn
作者简介:章勇男,博士研究生.主要研究方向: 特种加工、精密电铸. Tel: 025-84895912 E-mail: zy6982@163.com
朱增伟男,博士,教授,硕士生导师.主要研究方向: 特种加工、精密电铸. Tel: 025-84896605 E-mail: zhuzw@nuaa.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(50975143);航空科学基金(2009ZE52048);南京航空航天大学基本科研业务费专项科研项目(NS2010151)

New Design Method of Electroforming Anode Profile

ZHANG Yong, ZHU Zengwei, GAO Hong, ZHU Di

College of Mechanical and Electrical Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China

Received:2011-05-16 Revised:2011-06-20 Online:2012-01-25 Published:2012-01-16

摘要/Abstract

摘要： 拉瓦尔喷管的电铸层有一定的均匀性要求.在电铸过程中,电铸阳极的轮廓和位置决定了阴极表面电流密度的分布,并最终影响电铸层的均匀性.为此,设计了一种新的阳极轮廓优化方法,在进行阳极轮廓优化设计时,只需在编制的优化程序中输入阴极轮廓,通过ANSYS软件进行电场分析,程序根据阴极上不同位置电场强度的强弱,自动逐步调整对应点的阳极轮廓,以改善阴极表面的电流密度分布均匀性,即可得到优化后的阳极轮廓.采用该优化方法,可以快速得到所需的阳极轮廓,且通用性强.对某型喷管外壁进行阳极轮廓优化设计后,制得了厚度最大处与最小处比值为1.26的电铸镍层.

关键词: 电铸, 喷管, 阳极, 优化设计, 电场

Abstract: The deposit of laval nozzle has certain thickness uniformity requirements. During the electroforming, the current density distribution on the cathode surface is decided by the anode profile and its position, which will influence the uniformity of the deposit finally. A new optimization method of the anode profile is designed. During the process of optimization, enter the cathode profile in the optimization program and analyze the electric field by ANSYS. Then according to the real-time current density on the cathode surface, the anode profile is changed progressively by the program to improve the uniformity of the current density distribution. Finally, we can obtain the optimized anode profile. The suitable anode profile can be obtained quickly by this optimization method, which also has strong generality. The anode profile of the nozzle is optimized by the proposed method, and the nickel deposit is obtained, which is 1.26 of the ratio of the maximum thickness to the minimum thickness.

Key words: electroforming, nozzles, anodes, optimum design, electric fields

中图分类号:

章勇, 朱增伟, 高虹, 朱荻. 一种新的电铸阳极轮廓设计方法[J]. 航空学报, 2012, 33(1): 182-188.

ZHANG Yong, ZHU Zengwei, GAO Hong, ZHU Di. New Design Method of Electroforming Anode Profile[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2012, 33(1): 182-188.

参考文献

[1] McGeough J A, Leu M C, Rajurkar K P, et al. Electroforming process and application to micro/macro manufacturing.Annals of the CIRP, 2001, 50(2): 499-514.

[2] Hart T, Watson A. Electroforming. Metal Finishing, 2000, 98(1): 388-399.

[3] Wang Y Q, Tang Y P, Zhao W Z, et al. Mold manufacturing method combining electroforming with arc spraying. Journal of Materials Engineering, 2001, (6): 30-32.(in Chinese) 王伊卿, 唐一平, 赵文轸, 等. 电铸与电弧喷涂相结合的模具制造方法. 材料工程, 2001(6): 30-32.

[4] Li X L, Zhu Z W, Zhang Y, et al. Experimental research on electroforming of complex parts with thin wall. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2010, 31(10): 2068-2074.(in Chinese) 李学磊, 朱增伟, 章勇, 等. 基于复杂型面薄壁零件成形的电铸试验研究. 航空学报, 2010, 31(10): 2068-2074.

[5] Silaimani S M, John S. Review on recent advances in electroforming during the last decade. Bulletin of Electrochemistry, 2001, 17(12): 553-560.

[6] Tajiri K, Kabeya Z, Saito Y. A new copper electroforming for vacuum components and comparison with conventional processes. Journal of the Vacuum Society of Japan, 2001, 44(9): 831-836.

[7] Chen J W, He S H. Mechanism and technology of electroforming.Beijing: Chemical Industry Press, 2010: 5-9.(in Chinese) 陈钧武, 何士桓. 电铸原理与工艺. 北京: 化学工业出版社, 2010: 5-9.

[8] Elsner F. Thickness distribution for gold and copper electroformed hohlraums. Fusion Technology, 1999, 35: 81-84.

[9] Tang P T. Pulse reversal plating of nickel alloys. Transactions of the Institute of Metal Finishing, 2007, 85 (1): 51-56.

[10] Chou M C, Yang H, Yeh S H. Microcomposite electroforming for LIGA technology. Microsystem Technologies, 2001(7): 36-39.

[11] Oh Y J, Chung S H, Lee M S. Optimization of thickness uniformity in electrodeposition onto a patterned substrate. Materials Transactions, 2004, 45(10): 3005-3010.

[12] Jayakrishnan S, Dhayanand K, Krishnan R M, et al. Metal distribution in electroplating of nickel and chromium. Transactions of the Institute of Metal Finishing, 1998, 76(3): 90-93.

[13] Zhu D, Wang K, Yang J M. Design of electrode profile in electrochemical manufacturing process. Annals of the CIRP, 2003, 52 (1): 169-172.

[14] Yang J M, Kima D H, Zhu D, et al. Improvement of deposition uniformity in alloy electroforming for revolving parts. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2008, 48: 329-337.

[15] Hu G L, Ren J W. An introduction to the finite element analysis and improvement of ANSYS 11.0. Beijing: National Defence Industry Press, 2009: 269-272.(in Chinese) 胡国良, 任继文. ANSYS11.0有限元分析入门与提高. 北京: 国防工业出版社, 2009: 269-272.

E-mail：hkxb@buaa.edu.cn

关于我们

期刊社服务

专业学科

封面文章

友情链接

主管单位：中国科学技术协会主办单位：中国航空学会北京航空航天大学

一种新的电铸阳极轮廓设计方法

New Design Method of Electroforming Anode Profile

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	王梓旭, 李攀, 鲁可, 朱振华, 陈仁良. 共轴刚性旋翼高速直升机配平策略优化设计[J]. 航空学报, 2024, 45(9): 529069-529069.
[2]	孟钰博, 史经纬, 周莉, 张诣, 王占学. 异型喷口的多维偏转S弯喷管设计方法[J]. 航空学报, 2024, 45(8): 128930-128930.
[3]	贾文斌, 方磊, 张根, 史剑, 何泽侃, 宣海军. CNT树脂基复合材料断裂韧性的优化设计[J]. 航空学报, 2024, 45(7): 428971-428971.
[4]	杨雄, 李小康, 郭大伟, 程谋森, 张帆, 车碧轩, 雷清雲. 高功率波加热磁等离子体推力器研究现状与展望[J]. 航空学报, 2024, 45(7): 28761-028761.
[5]	骆燕燕, 杨硕, 潘晓松, 赵绪怀, 张莉. 航空用高速连接器信号反射抑制与优化设计[J]. 航空学报, 2024, 45(7): 328937-328937.
[6]	戴今钊, 陈海昕. 流场波系引导的三维消波翼优化设计方法[J]. 航空学报, 2024, 45(6): 628942-628942.
[7]	陈树生, 贾苜梁, 刘衍旭, 高正红, 向星皓. 变体飞行器变形方式及气动布局设计关键技术研究进展[J]. 航空学报, 2024, 45(6): 629595-629595.
[8]	王四季, 张羽薇, 黄开明, 吕彪, 赵海凤, 王虎, 廖明夫. 基于改进粒子群算法的直升机动力涡轮转子系统优化方法[J]. 航空学报, 2024, 45(1): 228608-228608.
[9]	杨倩, 郑皓冉, 程显达, 董威. 基于引气控制的热气防冰优化设计方法[J]. 航空学报, 2023, 44(S2): 729285-729285.
[10]	张卫红, 周涵, 李韶英, 朱继宏, 周璐. 航天高性能薄壁构件的材料-结构一体化设计综述[J]. 航空学报, 2023, 44(9): 627428-627428.
[11]	陈艺夫, 马宇航, 蓝庆生, 孙卫平, 史亚云, 杨体浩, 白俊强. 基于多项式混沌法的翼型不确定性分析及梯度优化设计[J]. 航空学报, 2023, 44(8): 127446-127446.
[12]	杨宗耀, 张靖周, 单勇. 大宽高比弯曲混合喷管排气红外和射流噪声抑制[J]. 航空学报, 2023, 44(5): 126848-126848.
[13]	赵欢, 高正红, 夏露. 基于新型高维代理模型的气动外形设计方法[J]. 航空学报, 2023, 44(5): 126924-126924.
[14]	刘超宇, 屈峰, 孙迪, 刘传振, 钱战森, 白俊强. 基于离散伴随的高超声速密切锥乘波体气动优化设计[J]. 航空学报, 2023, 44(4): 126664-126664.
[15]	包为民. 可重复使用运载火箭技术发展综述[J]. 航空学报, 2023, 44(23): 629555-629555.