基于1∶80缩比实验机的离心熔铸模拟实验研究

doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2018.08.017

兵工学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (8): 1601-1606.doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2018.08.017

基于1∶80缩比实验机的离心熔铸模拟实验研究

徐鑫莉^1,2，张心明¹，蔡鹏³，于阳⁴，赵立新⁵

(1.长春理工大学机电工程学院，吉林长春 130022；2.长春工程学院,吉林长春 130012；3.中国第一汽车集团有限公司，吉林长春 130011；4.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130033；5.吉林省留学回国人员和专家服务中心，吉林长春 130022）

收稿日期:2017-12-12 修回日期:2017-12-12 上线日期:2018-09-21
通讯作者: 张心明(1967—)，男，研究员，博士生导师 E-mail:zxm@cust.edu.cn
作者简介:徐鑫莉(1987—)，女，讲师。E-mail：455855261@qq.com
基金资助:
吉林省自然科学基金项目（20150101024JC）

Simulation Experiment of Centrifugal Casting Based on 1∶80 Scale Reduction Experimental Machine

XU Xin-li^1,2， ZHANG Xin-ming¹， CAI Peng³， YU Yang⁴， ZHAO Li-xin⁵

(1.College of Mechanical and Electrical Engineering， Changchun University of Science and Technology， Changchun 130022，Jilin，China；2.Changchun Institute of Technology，Changchun 130012，Jilin，China；3.China First Automobile Works Group Co., Ltd., Changchun 130011，Jilin，China；4.Changchun Institute of Optics，Fine Mechanics and Physics，Chinese Academy of Sciences，Changchun 130033，Jilin，China；5.Returned Overseas Personnels and Expert Service Center Jilin Province, Changchun 130022，Jilin，China)

Received:2017-12-12 Revised:2017-12-12 Online:2018-09-21

摘要/Abstract

摘要： 在实验室环境下进行非球面镜离心熔铸实验，研究大口径非球面镜的离心熔铸技术，并验证研究方法的可行性。通过对大口径非球面镜离心熔铸工艺的温度场相似准则和缩比模型参数匹配方法的研究，设计1∶80离心熔铸环境相似缩比实验机，进行物理模拟实验。测量了缩比实验的温度场、应力场以及最终的镜胚面形偏差。实验结果与仿真结果对比显示，温度场测量结果与仿真结果的相对误差在1.0%~1.4%之间。非球面镜在转变温度附近采取适当保温工艺后，最大压应力降为0.98 MPa. 通过轮廓仪检测制得的非球面镜面形偏差为-83.823 3 μm，与仿真结果相符。采用仿真联合缩比实验的方法对离心熔铸工艺中的不可观测量进行研究，为离心熔铸工艺提供了理论参考依据和实验指导。

关键词: 非球面镜, 离心熔铸, 相似性准则, 缩比模型, 温度场

Abstract: The centrifugal casting technology of large aperture aspherical mirror is studied for the centrifugal casting experiment of aspherical mirror in the laboratory environment, and the feasibility of the method is verified. A 1∶80 scale experimental machine was designed by studying the similarity criterion of temperature field and the matching method of scaled model parameters in the centrifugal casting process of large aperture aspherical mirror, and the physical simulation experiment was carried out. The temperature field, stress field and final surface shape deviation of mirror were measured. The experimental results are compared with the simulated results. The relative error between the measured and simulated temperatures of temperature field is between 1.0% and 1.4%. The maximum compressive stress is reduced to 0.98 MPa when the aspherical mirror is properly insulated near t_g. The measured surface shape deviation of aspherical mirror is -83.823 3 μm, which is consistent with the simulated result. The non-observable parts in the process of centrifugal casting can be studied through simulation and experiment. Key

Key words: asphericalmirror, centrifugalcasting, similaritycriterion, scaledmodel, temperaturefield

中图分类号:

TG249.4

徐鑫莉，张心明，蔡鹏，于阳，赵立新. 基于1∶80缩比实验机的离心熔铸模拟实验研究[J]. 兵工学报, 2018, 39(8): 1601-1606.

XU Xin-li， ZHANG Xin-ming， CAI Peng， YU Yang， ZHAO Li-xin. Simulation Experiment of Centrifugal Casting Based on 1∶80 Scale Reduction Experimental Machine[J]. Acta Armamentarii, 2018, 39(8): 1601-1606.

[1]	郭靖宇，岳光，吕佳镁，任琳，潘玉田. 基于流体动力学的热压罐框架式模具温度场优化[J]. 兵工学报, 2022, 43(1): 233-240.
[2]	顾祖成, 王光华, 卢海涛, 闫文敏. 小口径步枪枪管在连续单发射击下热效应特性[J]. 兵工学报, 2021, 42(4): 734-742.
[3]	许仁翰，周钇捷，狄长安. 基于高速成像的爆炸温度场测试方法[J]. 兵工学报, 2021, 42(3): 640-647.
[4]	庞大千，曾根，李训明，郭磊，赵富强，孙占春. 不同工况下机电复合传动装置行星齿轮系统瞬态温度场[J]. 兵工学报, 2021, 42(10): 2268-2277.
[5]	宁连爽，付为杰，张心明，张轩. 双焦点反射镜离心熔铸成型过程中的反射面交界位置补偿方法[J]. 兵工学报, 2020, 41(12): 2550-2560.
[6]	蒙君煚，周霖，金大勇，牛国涛，王亲会. 成型工艺对24-二硝基苯甲醚基熔铸炸药装药质量的影响[J]. 兵工学报, 2018, 39(9): 1719-1726.
[7]	于亮，马彪，李和言，李明阳，李慧珠，师路骐. 卡簧约束对多片离合器温度场的影响分析[J]. 兵工学报, 2018, 39(4): 635-644.
[8]	李志斌，卢芳云. 梯度温度场中多胞材料牺牲层的抗冲击分析[J]. 兵工学报, 2017, 38(12): 2463-2471.
[9]	石友安, 魏东, 桂业伟, 钱炜祺, 曾磊, 刘骁. 固体结构内部瞬态非均匀温度场的重建方法研究[J]. 兵工学报, 2016, 37(12): 2347-2355.
[10]	张志豪, 孙得川. 飞行器气动加热烧蚀工程计算[J]. 兵工学报, 2015, 36(10): 1949-1954.
[11]	孙晶, 郑庆余, 徐文骥, 黄帅, 刘新. 非对称等离子体弧温度场三维重建[J]. 兵工学报, 2014, 35(7): 1097-1102.
[12]	鲍永杰, 高航, 梁延德, 朱国平. 碳纤维/环氧树脂复合材料钻削温度场建模与试验[J]. 兵工学报, 2013, 34(7): 846-852.
[13]	张俊, 刘荣忠, 郭锐, 邱荷, 刘萌萌. 高速旋转飞行弹丸外弹道表面温度场研究[J]. 兵工学报, 2013, 34(4): 425-430.
[14]	高霁, 刘庆扬, 马晓芳, 唐明. 电火花磨削加工蜂窝环的热物性参数研究及表面温度场仿真分析[J]. 兵工学报, 2013, 34(11): 1437-1441.
[15]	刘玉标，刘维玮，程载斌，梁乃刚. 通过缩比试验数据计算潜射导弹的载荷[J]. 兵工学报, 2012, 33(8): 916-920.

基于1∶80缩比实验机的离心熔铸模拟实验研究

Simulation Experiment of Centrifugal Casting Based on 1∶80 Scale Reduction Experimental Machine

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