發(fā)布時間：2020-05-09 11:10

【摘要】：應(yīng)用于現(xiàn)代飛機機身的鋁合金整體壁板,筋條高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,使用傳統(tǒng)方法成形時容易產(chǎn)生起皺,斷裂等缺陷。有學(xué)者提出了一種新的成形方法,首先利用多點對壓完成鋁合金厚板的曲面成形,再用數(shù)控加工中心去除多余材料,得到需要的筋條結(jié)構(gòu)。在零件成形后的去除過程中,銑削變形難以預(yù)測和控制。開展整體壁板銑削加工方面的課題研究,具有重要的應(yīng)用價值。本文依據(jù)彎曲后板料內(nèi)部殘余應(yīng)力的分布情況,研究了在假定條件下,銑削后工件內(nèi)部應(yīng)力的重新分布規(guī)律,據(jù)此提出了一種回彈的預(yù)測方法,結(jié)果顯示:對于一定厚度的板料,在凹側(cè)進行銑削去除,中性層向凸面?zhèn)纫苿?隨著銑削深度增加,板料內(nèi)部中性層兩側(cè)應(yīng)力分別發(fā)生變化,應(yīng)力釋放產(chǎn)生的回彈亦會受到彎矩變化的影響,當(dāng)銑削去除超過原始中性層時,回彈達到最大值。利用有限元模擬和銑削實驗對計算結(jié)果進行驗證,證明所建立的回彈預(yù)測模型能夠有效地預(yù)測殘余應(yīng)力分布及回彈。研究了曲面件幾何參數(shù)和銑削參數(shù)對工件變形的影響。不同幾何參數(shù)曲面件的回彈結(jié)果顯示:兩方向彎曲半徑相同的雙曲率試件回彈更均勻;板料的初始厚度越小,銑削后曲面試件的回彈量越大;筋條厚度越大,試件的回彈越小。銑削參數(shù)與銑削后工件表面應(yīng)力的關(guān)系為:隨著主軸轉(zhuǎn)速的增加,表面應(yīng)力由壓應(yīng)力向拉應(yīng)力過渡;切深越大,表面壓應(yīng)力越大;切削速度越大,表面壓應(yīng)力越小。非平衡應(yīng)力的重新分布導(dǎo)致板料變形:銑削深度越大,變形量越小;銑刀主軸轉(zhuǎn)速和銑削速度越大,變形越大。銑削應(yīng)力與初始應(yīng)力共同作用對工件的變形效果有一定的影響,取決于待銑削位置處殘余應(yīng)力的性質(zhì)。針對本文試驗件,提出了三種銑削方案,對比分析了其銑削過程,確定由外向內(nèi)的“回”字形路徑為最優(yōu)方案。銑削路徑及參數(shù)如下:第一步,按照應(yīng)力在板內(nèi)的“次集中區(qū)—非集中區(qū)—集中區(qū)”的順序,選用較小主軸轉(zhuǎn)速和銑削速度銑削去除6 mm;第二步,路徑參數(shù)與第一步相同,在應(yīng)力集中區(qū)域銑削去除2 mm,其他區(qū)域去除6 mm;第三步,選用“集中區(qū)—次集中區(qū)”的去除順序,保持較小的主軸轉(zhuǎn)速和銑削速度銑削去除2 mm;銑削完成后,增大轉(zhuǎn)速和銑削速度,按照相同路徑去除2 mm材料,完成試件的銑削加工。優(yōu)化的路徑和參數(shù)能保證板料在每一步的變形都被控制在最小。
【圖文】：

且工件內(nèi)部的應(yīng)力難以測量。計算機仿真成為我們研究題的有效方法。ABAQUS 作為通用的數(shù)值模擬工具，不僅可以解決線性和非線性問題，也能夠求解復(fù)雜非線性動力學(xué)問題和準(zhǔn)靜態(tài)問 ABAQUS 模擬整體壁板的整個加工成形過程（多點對壓、回彈、銑體現(xiàn)彎曲后板料內(nèi)部的殘余應(yīng)力分布情況，預(yù)測加工變形，優(yōu)化加效地研究板料的變形規(guī)律。多點對壓有限元模型的建立點對壓的裝配模型如圖 2.1 所示。模型中涉及的幾何部件主要包括性墊（避免壓痕）和鋁合金厚板。多點模具的幾何模型運用 Ging（簡稱 GM）軟件創(chuàng)建。合模后生成球頭位置坐標(biāo)，以部件形US 軟件中可自動生成多點模具。鋁合金厚板和彈性墊的幾何模 三維數(shù)字化繪圖軟件構(gòu)建完成。

尺寸如圖2.2 所示。分別沿 0°方向（軋制方向），45°方向和 90°方向（垂直軋制方向）切取得到 3 組試樣，拉伸試樣如圖 2.3 所示。圖 2.2 拉伸試樣尺寸Fig.2.2 Dimensions of tensile specimens圖 2.3 拉伸試樣Fig.2.3 Tensile sample使用 CRIMS-DNS100 型萬能材料拉伸試驗機對 7B04-T7451 鋁合金試樣進行拉伸試驗，獲得其名義應(yīng)力應(yīng)變，對所得數(shù)據(jù)進行處理繼而可以轉(zhuǎn)化為材料的真實應(yīng)力應(yīng)變，得到材料的特性如抗拉強度，屈服強度等。試驗在室溫下進行，拉
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V261.23

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本文編號：2656051