本文關(guān)鍵詞：鈦合金空心風(fēng)扇葉片加工變形及誤差補(bǔ)償研究

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【摘要】：鈦合金空心風(fēng)扇葉片是航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件之一,其加工精度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比、耗油率和使用壽命有重要的影響�？招娘L(fēng)扇葉片經(jīng)超塑成形/擴(kuò)散連接工藝制造而成,由于超塑成形/擴(kuò)散連接技術(shù)很難一次性制造出滿足外形精度要求的葉片,還需要采用數(shù)控加工的方式對(duì)葉片進(jìn)行加工。在超塑成形/擴(kuò)散連接工藝中,伴隨多重?zé)嵫h(huán),葉片內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力,材料在去除過程中內(nèi)應(yīng)力會(huì)釋放并重新分布。同時(shí),葉片由空心桁架結(jié)構(gòu)和實(shí)體結(jié)構(gòu)混合而成致使剛度特性強(qiáng)弱相間。在葉片加工過程中,以上兩個(gè)因素會(huì)導(dǎo)致加工變形,難以滿足加工精度。本課題從殘余應(yīng)力狀態(tài)評(píng)估、裝夾變形、加工變形和誤差補(bǔ)償?shù)确矫孢M(jìn)行了研究。完成的主要工作包括:(1)在殘余應(yīng)力測(cè)量試驗(yàn)中,根據(jù)有限元標(biāo)定法,計(jì)算了盲孔法在特定測(cè)量條件的應(yīng)變釋放系數(shù)。運(yùn)用盲孔法與X射線衍射法測(cè)量了鈦合金空心葉片試樣的殘余應(yīng)力。針對(duì)葉片平板試驗(yàn)件的幾何外形,使用通孔法與盲孔法分別測(cè)量葉身、葉尖和葉根的殘余應(yīng)力,得到了平板試驗(yàn)件各個(gè)位置的殘余應(yīng)力大小與分布規(guī)律。(2)在鈦合金空心風(fēng)扇葉片裝夾策略研究中,分析了不同裝夾順序和夾緊力對(duì)葉片裝夾變形的影響。仿真結(jié)果表明:通過優(yōu)化裝夾順序和夾緊力的大小可以有效降低裝夾變形。(3)在葉片平板試驗(yàn)件的加工變形研究中,分別使用有限元仿真法與試驗(yàn)法分析殘余應(yīng)力釋放與重新分布、剛度強(qiáng)弱相間對(duì)加工變形的影響。在有限元仿真分析中,基于Abaqus軟件的腳本結(jié)構(gòu),使用Python語(yǔ)言編寫腳本程序,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格單元跟隨刀具軌跡自動(dòng)切除。在銑削試驗(yàn)中,分別使用三坐標(biāo)機(jī)測(cè)量法和在機(jī)測(cè)量法測(cè)量試驗(yàn)件的加工變形量。仿真與試驗(yàn)結(jié)果表明:平板試驗(yàn)件強(qiáng)弱相間的剛度特性是產(chǎn)生加工變形的主要原因。(4)在平板試驗(yàn)件加工預(yù)報(bào)模型的研究中,以有限元仿真的結(jié)果作為訓(xùn)練與測(cè)試樣本,運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法獲得銑削參數(shù)與加工變形量之間的非線性關(guān)系,建立葉片平板試驗(yàn)件的加工預(yù)報(bào)模型。(5)基于離線誤差補(bǔ)償原理,根據(jù)有限元仿真與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法輸出的加工變形結(jié)果,編寫C++離線補(bǔ)償程序,對(duì)刀具軌跡進(jìn)行離線補(bǔ)償。刀具軌跡經(jīng)離線補(bǔ)償后,試驗(yàn)件的加工變形量得到了有效的控制。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V263.1

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 秦國(guó)華;趙旭亮;吳竹溪;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法的薄壁件多重裝夾布局優(yōu)化[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2015年01期

2 陸業(yè)航;張杰;吳冰;李眾城;;鑄造TC4鈦合金電子束焊殘余應(yīng)力測(cè)試[J];理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè));2013年11期

3 董久虎;諶永祥;李雙躍;毛鵬梟;;薄壁葉片加工變形誤差補(bǔ)償[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2013年04期

4 劉業(yè)勝;曹瑋;郭福水;柴象海;;鈦合金空心風(fēng)扇葉片加工誤差對(duì)其性能影響的初步分析[J];航空制造技術(shù);2013年16期

5 秦國(guó)華;張運(yùn)建;葉海潮;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的薄壁件加工變形預(yù)測(cè)方法[J];兵工學(xué)報(bào);2013年07期

6 李繼博;張定華;吳寶海;劉維偉;;薄壁葉片精密加工裝夾方案設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J];中國(guó)機(jī)械工程;2012年11期

7 王慶明;孫淵;;殘余應(yīng)力測(cè)試技術(shù)的進(jìn)展與動(dòng)向[J];機(jī)電工程;2011年01期

8 劉建勛;魏東;劉成武;楊軍良;;航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片殘余應(yīng)力監(jiān)測(cè)及安全評(píng)定研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2009年11期

9 鄭卜祥;宋永倫;席峰;張萬春;閆志鴻;;對(duì)接焊鋁合金板材殘余應(yīng)力的X射線測(cè)試[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2009年03期

10 劉一華;賀峗暉;詹春曉;李昊;;盲孔法中釋放系數(shù)的數(shù)值計(jì)算方法[J];機(jī)械強(qiáng)度;2008年01期

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本文編號(hào)：1162408