本文關鍵詞：鈦合金空心風扇葉片加工變形及誤差補償研究

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【摘要】：鈦合金空心風扇葉片是航空渦輪風扇發(fā)動機的核心部件之一,其加工精度對發(fā)動機的推重比、耗油率和使用壽命有重要的影響�？招娘L扇葉片經超塑成形/擴散連接工藝制造而成,由于超塑成形/擴散連接技術很難一次性制造出滿足外形精度要求的葉片,還需要采用數控加工的方式對葉片進行加工。在超塑成形/擴散連接工藝中,伴隨多重熱循環(huán),葉片內部會產生殘余應力,材料在去除過程中內應力會釋放并重新分布。同時,葉片由空心桁架結構和實體結構混合而成致使剛度特性強弱相間。在葉片加工過程中,以上兩個因素會導致加工變形,難以滿足加工精度。本課題從殘余應力狀態(tài)評估、裝夾變形、加工變形和誤差補償等方面進行了研究。完成的主要工作包括:(1)在殘余應力測量試驗中,根據有限元標定法,計算了盲孔法在特定測量條件的應變釋放系數。運用盲孔法與X射線衍射法測量了鈦合金空心葉片試樣的殘余應力。針對葉片平板試驗件的幾何外形,使用通孔法與盲孔法分別測量葉身、葉尖和葉根的殘余應力,得到了平板試驗件各個位置的殘余應力大小與分布規(guī)律。(2)在鈦合金空心風扇葉片裝夾策略研究中,分析了不同裝夾順序和夾緊力對葉片裝夾變形的影響。仿真結果表明: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)在葉片平板試驗件的加工變形研究中,分別使用有限元仿真法與試驗法分析殘余應力釋放與重新分布、剛度強弱相間對加工變形的影響。在有限元仿真分析中,基于Abaqus軟件的腳本結構,使用Python語言編寫腳本程序,實現(xiàn)網格單元跟隨刀具軌跡自動切除。在銑削試驗中,分別使用三坐標機測量法和在機測量法測量試驗件的加工變形量。仿真與試驗結果表明:平板試驗件強弱相間的剛度特性是產生加工變形的主要原因。(4)在平板試驗件加工預報模型的研究中,以有限元仿真的結果作為訓練與測試樣本,運用BP神經網絡算法獲得銑削參數與加工變形量之間的非線性關系,建立葉片平板試驗件的加工預報模型。(5)基于離線誤差補償原理,根據有限元仿真與神經網絡算法輸出的加工變形結果,編寫C++離線補償程序,對刀具軌跡進行離線補償。刀具軌跡經離線補償后,試驗件的加工變形量得到了有效的控制。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V263.1

【參考文獻】

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1 秦國華;趙旭亮;吳竹溪;;基于神經網絡與遺傳算法的薄壁件多重裝夾布局優(yōu)化[J];機械工程學報;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力測試[J];理化檢驗(物理分冊);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償[J];機械設計與研究;2013年04期

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

5 秦國華;張運建;葉海潮;;基于神經網絡的薄壁件加工變形預測方法[J];兵工學報;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計與優(yōu)化[J];中國機械工程;2012年11期

7 王慶明;孫淵;;殘余應力測試技術的進展與動向[J];機電工程;2011年01期

8 劉建勛;魏東;劉成武;楊軍良;;航空發(fā)動機葉片殘余應力監(jiān)測及安全評定研究[J];科學技術與工程;2009年11期

9 鄭卜祥;宋永倫;席峰;張萬春;閆志鴻;;對接焊鋁合金板材殘余應力的X射線測試[J];機械工程學報;2009年03期

10 劉一華;賀峗暉;詹春曉;李昊;;盲孔法中釋放系數的數值計算方法[J];機械強度;2008年01期

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本文編號：1162408