發(fā)布時間：2017-10-26 16:08

  本文關(guān)鍵詞：2124鋁合金薄壁結(jié)構(gòu)件加工變形控制技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 鋁合金結(jié)構(gòu)件 薄壁 加工變形 仿真優(yōu)化

【摘要】：鋁合金薄壁結(jié)構(gòu)件具有降低飛行器自身結(jié)構(gòu)重量,提高其機(jī)動性、攜帶負(fù)載能力等突出優(yōu)勢。但由于銑削加工的鋁合金整體結(jié)構(gòu)件其材料去除率高、多薄壁結(jié)構(gòu)、剛性較差,在加工過程中零件易產(chǎn)生加工變形,使零件難以達(dá)到設(shè)計要求,甚至成為廢品。本文通過仿真分析探究切削參數(shù)、走刀路徑、裝夾條件以及加工順序?qū)︿X合金薄壁結(jié)構(gòu)件加工變形的影響,以盡量少的銑削試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對加工變形結(jié)果的預(yù)測,對鋁合金薄壁結(jié)構(gòu)件加工變形的控制研究具有理論與實(shí)用價值。本文完成的主要研究工作如下:(1)基于Abaqus仿真軟件,結(jié)合“單元生死”技術(shù),并采用Python語言編寫了單元網(wǎng)格集合自動定義腳本程序,提高了建模效率。實(shí)現(xiàn)了工件材料跟隨刀具軌跡被依次切除,并對施加切削力的鋁合金薄壁結(jié)構(gòu)件進(jìn)行銑削加工模擬。(2)針對三種典型的薄壁局部結(jié)構(gòu),采用不同切削參數(shù)組合,開展了仿真試驗(yàn),研究了切削參數(shù)對工件變形量的影響規(guī)律,優(yōu)選了切削加工工藝參數(shù);采用優(yōu)選工藝參數(shù),研究了不同走刀路徑對零件加工變形的影響,進(jìn)一步優(yōu)化了切削工藝;開展了優(yōu)化工藝條件下的切削實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證仿真試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。(3)針對鋁合金薄壁結(jié)構(gòu)典型零件,設(shè)計了裝夾方式,并利用仿真分析方法,研究了裝夾條件與加工順序?qū)庸ぷ冃蔚挠绊?獲取了優(yōu)化的裝夾方案與加工順序,有效地控制了薄壁結(jié)構(gòu)件的整體加工變形。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金結(jié)構(gòu)件 薄壁 加工變形 仿真優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V261
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 注釋表11-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 課題研究背景12
• 1.2 結(jié)構(gòu)件變形原因12-14
• 1.2.1 材料特性的影響12
• 1.2.2 毛坯初始?xì)堄鄳?yīng)力的影響12-13
• 1.2.3 切削力和切削熱的影響13
• 1.2.4 加工路徑的影響13
• 1.2.5 裝夾變形的影響13-14
• 1.3 結(jié)構(gòu)件加工變形控制研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 局部加工變形控制研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 整體加工變形控制研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文研究內(nèi)容16-17
• 第二章 有限元仿真分析關(guān)鍵技術(shù)研究17-28
• 2.1 工件材料的切除及切削力的加載17-19
• 2.1.1 工件材料的切除17-18
• 2.1.2 切削力的加載18-19
• 2.2 基于Python語言的Abaqus有限元仿真軟件二次開發(fā)19-27
• 2.2.1 Python語言簡介19-20
• 2.2.2 Abaqus的腳本接口20
• 2.2.3 二次開發(fā)工具20-21
• 2.2.4 二次開發(fā)的關(guān)鍵問題21-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 薄壁結(jié)構(gòu)件局部加工變形仿真分析28-53
• 3.1 有限元仿真分析模型構(gòu)建28-32
• 3.1.1 幾何模型28-30
• 3.1.2 材料模型30-31
• 3.1.3 邊界條件31-32
• 3.2 銑削力回歸方程32-35
• 3.2.1 試驗(yàn)條件32-33
• 3.2.2 試驗(yàn)方案及結(jié)果33-35
• 3.3 毛坯初始?xì)堄鄳?yīng)力的施加35-39
• 3.3.1 初始?xì)堄鄳?yīng)力場的測量35-38
• 3.3.2 仿真模型初始?xì)堄鄳?yīng)力場施加38-39
• 3.4 局部變形切削工藝仿真優(yōu)化分析39-47
• 3.4.1 切削參數(shù)仿真優(yōu)化分析39-43
• 3.4.2 走刀路徑仿真優(yōu)化分析43-47
• 3.5 試驗(yàn)驗(yàn)證47-51
• 3.5.1 試驗(yàn)對象47-48
• 3.5.2 試驗(yàn)條件48-49
• 3.5.3 試驗(yàn)方案49-50
• 3.5.4 試驗(yàn)及測量結(jié)果50-51
• 3.6 本章小結(jié)51-53
• 第四章 薄壁結(jié)構(gòu)件整體加工變形仿真分析53-63
• 4.1 有限元仿真模型構(gòu)建53-54
• 4.1.1 試驗(yàn)對象53
• 4.1.2 有限元模型毛坯初始?xì)堄鄳?yīng)力設(shè)定53-54
• 4.2 裝夾方案仿真優(yōu)化分析54-59
• 4.2.1 裝夾方案的確定54-55
• 4.2.2 裝夾仿真流程55-56
• 4.2.3 裝夾仿真試驗(yàn)及結(jié)果56-59
• 4.3 結(jié)構(gòu)件加工順序仿真優(yōu)化分析59-62
• 4.3.1 仿真分析方案59-60
• 4.3.2 試驗(yàn)過程及結(jié)果60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第五章 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 總結(jié)63-64
• 5.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 致謝68-69
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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

2 王運(yùn)巧,梅中義,范玉青;薄壁弧形件裝夾布局有限元優(yōu)化[J];機(jī)械工程學(xué)報;2005年06期

3 梅中義,王運(yùn)巧,范玉青;飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工變形控制研究與仿真[J];航空學(xué)報;2005年02期

4 孫杰,柯映林;殘余應(yīng)力對航空整體結(jié)構(gòu)件加工變形的影響分析[J];機(jī)械工程學(xué)報;2005年02期

5 黃志剛,柯映林,王立濤,許德;基于正交切削模擬的零件銑削加工變形預(yù)測研究[J];機(jī)械工程學(xué)報;2004年11期

6 武凱,何寧,廖文和,趙威;薄壁腹板加工變形規(guī)律及其變形控制方案的研究[J];中國機(jī)械工程;2004年08期

7 董輝躍,柯映林;銑削加工中薄壁件裝夾方案優(yōu)選的有限元模擬[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2004年01期

8 董輝躍,柯映林,吳群,許德;基于殘余應(yīng)力分布的框類零件裝夾方案優(yōu)選的有限元模擬[J];航空學(xué)報;2003年04期

9 候海量,朱錫,劉潤泉;盲孔法測量921A鋼焊接殘余應(yīng)力的應(yīng)變釋放系數(shù)研究[J];船舶工程;2003年01期

10 武凱,何寧,姜澄宇,李亮,何磊;立銑空間力學(xué)模型分析研究[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報;2002年06期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 唐志濤;航空鋁合金殘余應(yīng)力及切削加工變形研究[D];山東大學(xué);2008年

2 吳紅兵;航空框類整體結(jié)構(gòu)件銑削加工變形的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2008年

3 楊勇;鈦合金航空整體結(jié)構(gòu)件銑削加工變形的預(yù)測理論及方法研究[D];浙江大學(xué);2007年

4 成群林;航空整體結(jié)構(gòu)件切削加工過程的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2006年

5 董輝躍;航空整體結(jié)構(gòu)件加工過程的數(shù)值仿真[D];浙江大學(xué);2004年

6 黃志剛;航空整體結(jié)構(gòu)件銑削加工變形的有限元模擬理論及方法研究[D];浙江大學(xué);2003年

7 王立濤;關(guān)于航空框類結(jié)構(gòu)件銑削加工殘余應(yīng)力和變形機(jī)理的研究[D];浙江大學(xué);2003年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李華;盲孔法測量非均勻殘余應(yīng)力時釋放系數(shù)的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

2 楊貴武;航空整體結(jié)構(gòu)件加工變形有限元模擬關(guān)鍵技術(shù)研究[D];沈陽航空航天大學(xué);2011年

3 姜亦濤;航空整體結(jié)構(gòu)件加工變形安全校正關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2009年

，

本文編號：1099412