本文關(guān)鍵詞：薄壁件加工過程優(yōu)化仿真技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 航空薄壁件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛性差,在夾緊力和切削力作用下容易產(chǎn)生較大的加工變形,難以保證工件較高的加工精度。因此,圍繞低剛度零件,采用有限元仿真等方法,研究薄壁件加工過程優(yōu)化技術(shù),對加工精度的提高有著重要的理論意義和實用價值。 本文以航空中小型薄壁件為對象,采用仿真分析與試驗研究相結(jié)合的方法,從不同優(yōu)化角度分析了加工精度的提高方法,包括薄壁件加工過程中的裝夾優(yōu)化、切削參數(shù)優(yōu)化以及路徑補(bǔ)償優(yōu)化方法,具體研究工作如下: 研究了中小型薄壁件裝夾方案的優(yōu)化方法。建立了以最小化關(guān)鍵面上裝夾變形引起的形位誤差為目標(biāo)函數(shù)的裝夾優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,分析了基于有限元分析軟件(ABAQUS)的裝夾方案優(yōu)化流程和關(guān)鍵問題,基于優(yōu)化模型和優(yōu)化流程完成了裝夾方案的優(yōu)化。 在裝夾優(yōu)化的基礎(chǔ)上,對薄壁件加工過程切削參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了研究。建立了薄壁件分層銑削變形預(yù)測動態(tài)模型,在此基礎(chǔ)上,分析和比較了不同切削條件下的工件加工變形的大小與變化趨勢,采用遺傳算法與有限元仿真相結(jié)合的方法優(yōu)化了薄壁件加工過程中的切削參數(shù)。 為了進(jìn)一步減少加工誤差,在裝夾優(yōu)化和切削參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,研究了薄壁件路徑補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化方法。根據(jù)路徑補(bǔ)償?shù)脑硖岢隽送耆a(bǔ)償和優(yōu)化補(bǔ)償兩種路徑補(bǔ)償方法,并建立了路徑補(bǔ)償優(yōu)化模型,分析和比較了補(bǔ)償前后的加工誤差。進(jìn)行了試驗加工,經(jīng)過與有限元仿真結(jié)果的比較,驗證了有限元分析模型和優(yōu)化模型的正確性和有效性。 為了實現(xiàn)快速優(yōu)化過程,在深入研究ABAQUS二次開發(fā)方法的基礎(chǔ)上,完成了用于加工過程優(yōu)化的快速仿真平臺的開發(fā),該平臺有效地集成了裝夾優(yōu)化、加工變形預(yù)測、切削參數(shù)優(yōu)化和主動路徑補(bǔ)償及優(yōu)化等功能,為實現(xiàn)參數(shù)化分析運算提供了友好的用戶交互界面。
【關(guān)鍵詞】：薄壁件 有限元 裝夾優(yōu)化 變形預(yù)測 切削參數(shù)優(yōu)化 路徑補(bǔ)償優(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】：2008
【分類號】：V261.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 本課題背景及意義11-12
• 1.2 本課題的研究現(xiàn)狀以及存在的問題12-15
• 1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 現(xiàn)有研究的不足14-15
• 1.3 本課題的研究內(nèi)容及章節(jié)安排15-17
• 第二章 薄壁件裝夾方案優(yōu)化技術(shù)研究17-34
• 2.1 工件定位、夾緊概述17-20
• 2.1.1 工件的定位17-19
• 2.1.2 工件的夾緊19-20
• 2.2 薄壁件裝夾方案優(yōu)化模型20-26
• 2.2.1 最優(yōu)化理論20-21
• 2.2.2 優(yōu)化變量設(shè)計21
• 2.2.3 裝夾方案優(yōu)選的數(shù)學(xué)模型21-25
• 2.2.4 裝夾方案優(yōu)選的流程25-26
• 2.3 裝夾變形仿真技術(shù)26-30
• 2.3.1 有限元方法概述26-28
• 2.3.2 裝夾變形仿真建模研究28-29
• 2.3.3 基于ABAQUS 的裝夾變形仿真過程29-30
• 2.4 實例分析30-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 薄壁件加工變形預(yù)測及切削參數(shù)優(yōu)化技術(shù)研究34-57
• 3.1 薄壁件加工變形概述34-35
• 3.2 薄壁件加工過程仿真的關(guān)鍵問題35-39
• 3.2.1 有限元模型的幾點假設(shè)35-36
• 3.2.2 切削力的加載36-37
• 3.2.3 材料的去除37-38
• 3.2.4 分層銑削模型38-39
• 3.3 薄壁件加工變形預(yù)測模型的建立39-44
• 3.3.1 動態(tài)模型39-41
• 3.3.2 變形預(yù)測的參數(shù)化建模41-44
• 3.4 薄壁件加工切削參數(shù)的優(yōu)化44-49
• 3.4.1 遺傳算法45-47
• 3.4.2 切削參數(shù)優(yōu)化模型的建立47-48
• 3.4.3 遺傳算法優(yōu)化切削參數(shù)的實現(xiàn)48-49
• 3.5 實例分析與試驗驗證49-56
• 3.5.1 仿真預(yù)測變形值與試驗加工變形值的比較49-52
• 3.5.2 不同工藝參數(shù)下的加工變形分析52-55
• 3.5.3 切削參數(shù)優(yōu)化的結(jié)果55-56
• 3.6 本章小結(jié)56-57
• 第四章 薄壁件路徑補(bǔ)償優(yōu)化技術(shù)研究57-67
• 4.1 加工變形補(bǔ)償機(jī)理57
• 4.2 路徑補(bǔ)償方法57-63
• 4.2.1 完全補(bǔ)償58-59
• 4.2.2 優(yōu)化補(bǔ)償59-63
• 4.3 實例仿真分析與試驗驗證63-66
• 4.3.1 完全補(bǔ)償63-64
• 4.3.2 優(yōu)化補(bǔ)償64-65
• 4.3.3 試驗驗證65-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第五章 加工過程優(yōu)化快速仿真平臺開發(fā)67-78
• 5.1 開發(fā)工具67
• 5.2 系統(tǒng)模塊與功能67-71
• 5.3 系統(tǒng)接口與界面設(shè)計71-77
• 5.4 本章小節(jié)77-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 總結(jié)78-79
• 6.2 展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-85
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85

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本文編號：261162