發(fā)布時間：2017-07-29 20:24

  本文關(guān)鍵詞：航空薄壁構(gòu)件加工變形研究

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【摘要】：輕質(zhì)合金材料是推進我國國防裝備體系及航空航天產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)性能優(yōu)、可靠性高和成本低廉的基石。從上世紀八十年代開始,隨著我國高新技術(shù)的崛起和國防裝備工業(yè)的快速崛起,對當(dāng)下流行的輕量合金材料的加工性能和生產(chǎn)工藝的要求進一步提高,隨之也拓展出新的發(fā)展前景。尤其是鋁合金材料在航空航天、船舶、核工業(yè)及兵器工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用背景及不可替代的地位,因此鋁合金的加工技術(shù)已然成為制約國防技術(shù)進步的主導(dǎo)因素。本文首先闡述了航空薄壁構(gòu)件加工變形研究現(xiàn)狀及切削加工變形機理,總結(jié)出造成薄壁構(gòu)件加工變形的重要成因。根據(jù)航空薄壁構(gòu)件異構(gòu)特點和諸多實際生產(chǎn)經(jīng)驗進一步總結(jié)薄壁構(gòu)件切削加工難點,概述此類零件加工變形控制方法。其次,從鋁合金材料出廠的初始應(yīng)力狀態(tài)展開研究,對制備預(yù)拉伸鋁合金板材過程中所形成殘余應(yīng)力的變化過程進行研究�；趶椝苄岳碚�,搭建初始殘余應(yīng)力釋放過程中的應(yīng)力-應(yīng)變模型。通過剝層測量實驗,分析獲取其基材內(nèi)部殘余應(yīng)力的分布情況。并對其實驗過程進行有限元仿真,對應(yīng)力-應(yīng)變模型的正確性進行驗證。再次,運用ABAQUS通用有限元分析軟件,通過優(yōu)選并設(shè)置合理參數(shù),使用生死單元法建立了有限元三維銑削過程模型。經(jīng)計算比對獲得模擬仿真數(shù)據(jù)與實際銑削加工過程情況是否一致,進一步驗證有限元模型的有效性和實效性。秉承以上方法,再進一步對有限元仿真模型所涉及各參數(shù)進行優(yōu)化,以達到了仿真效果最優(yōu)和運算耗時最佳目的,為后續(xù)的加工變形研究奠定技術(shù)基礎(chǔ)。最后,針對特定航空薄壁框架類零件考慮納入多項影響因素搭建起加工過程有限元模型,完全模擬出工件從原材料初始狀態(tài)至加工成型的全過程,得到此類構(gòu)件銑削過程各加工瞬間的工件變形趨勢,并對其已銑削后的平面進行檢驗,將其與實際測量數(shù)值比較來提高此種模擬方法的可信性。運用以上此法可有效預(yù)測該類薄壁零件的加工過程中產(chǎn)生的變形情況,對前端抑制工件變形的方法提供了一種新的思路。
【關(guān)鍵詞】：薄壁構(gòu)件 加工變形 有限元仿真 銑削加工
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V261
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-19
• 1.1 課題來源8
• 1.2 課題研究背景與意義8-9
• 1.3 分析加工變形主要成因9-14
• 1.3.1 航空薄壁構(gòu)件的分類9-10
• 1.3.2 薄壁構(gòu)件加工變形影響因素10-13
• 1.3.3 減小薄壁構(gòu)件加工變形措施13-14
• 1.4 薄壁構(gòu)件加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.4.1 材料內(nèi)部殘余應(yīng)力的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4.2 切削過程有限元仿真技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4.3 薄壁構(gòu)件加工變形有限元仿真技術(shù)的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.5 本課題的主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 材料內(nèi)部殘余應(yīng)力分析與實驗研究19-34
• 2.1 引言19
• 2.2 航空鋁材制備工藝19-20
• 2.3 應(yīng)力-應(yīng)變測量原理分析20-24
• 2.4 剝層測量法有限元仿真24-26
• 2.4.1 有限元模型的建立24-25
• 2.4.2 仿真結(jié)果25-26
• 2.5 殘余應(yīng)力實驗及驗證26-33
• 2.5.1 實驗準備26-27
• 2.5.2 剝層測量實驗內(nèi)容27-28
• 2.5.3 實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果分析28-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第三章 銑削加工過程有限元仿真34-50
• 3.1 引言34
• 3.2 銑刀銑削力理論建模34-37
• 3.3 圓柱立銑刀銑削過程的有限元模擬37-39
• 3.3.1 幾何模型的建立37-38
• 3.3.2 有限元模擬關(guān)鍵技術(shù)分析38-39
• 3.3.3 加載及加速方法39
• 3.4 銑削過程中銑削力的測量39-42
• 3.5 實驗結(jié)果及分析42-47
• 3.6 有限元仿真參數(shù)優(yōu)化分析47-49
• 3.7 本章小結(jié)49-50
• 第四章 薄壁構(gòu)件加工變形的有限元仿真及實驗驗證50-64
• 4.1 引言50
• 4.2 幾何建模50-51
• 4.3 銑削加工過程的有限元仿真51-53
• 4.3.1 材料初始應(yīng)力的施加51-52
• 4.3.2 有限元仿真流程52-53
• 4.4 仿真結(jié)果分析53-55
• 4.4.1 工件各工步應(yīng)力狀態(tài)53
• 4.4.2 仿真結(jié)果分析53-55
• 4.5 加工實驗及驗證55-63
• 4.5.1 薄壁構(gòu)件的加工工藝55-58
• 4.5.2 工件加工變形的三坐標檢測58-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 第五章 總結(jié)與展望64-65
• 5.1 總結(jié)64
• 5.2 本文的不足及展望64-65
• 參考文獻65-67
• 致謝67-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68-70

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本文編號：590956