高性能航空發(fā)動機(jī)對高推重比、高可靠性的需求,從宏觀幾何特征、微觀形貌幾何特征和表層物理特征三個層面對航空發(fā)動機(jī)的制造技術(shù)提出了更高的要求。由于物理機(jī)制的高度復(fù)雜性,零件的表層物理特征成為切削工藝中最難控制的輸出特征之一。切削殘余應(yīng)力作為其中一個重要指標(biāo)對工藝參數(shù)極為敏感,涉及彈塑性力學(xué)、熱力學(xué)、晶體材料學(xué)等宏觀、微觀層面的多個交叉學(xué)科。同時材料在高溫、高應(yīng)變率條件下的大變形理論還不完備,這些因素使得切削殘余應(yīng)力的生成機(jī)理錯綜復(fù)雜而很難被清楚的認(rèn)知。由切削殘余應(yīng)力誘導(dǎo)的零件扭曲變形是一個粘彈性問題,一直困擾著薄壁結(jié)構(gòu)的精密切削加工。本文針對典型航空材料薄壁結(jié)構(gòu)的切削殘余應(yīng)力及其變形的問題,首先從工件材料的塑性本構(gòu)入手,分析刀具-工件的接觸力學(xué)行為,探究殘余應(yīng)力的形成機(jī)理;其次引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和灰色理論對殘余應(yīng)力進(jìn)行預(yù)測和優(yōu)化;最后采用有限元方法對薄壁結(jié)構(gòu)切削殘余應(yīng)力變形進(jìn)行預(yù)測。論文的主要研究內(nèi)容如下:(1)提出了一種面向切削的工件材料本構(gòu)模型反向識別方法�；贠xley剪切理論,提出一個不等分剪切帶模型,對剪切區(qū)的應(yīng)變場、應(yīng)變率場和溫度場進(jìn)行理論預(yù)測,并通過本構(gòu)方程計算出剪切面上的等效應(yīng)力...

【文章頁數(shù)】：179 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖3-9工件溫度場理論計

(a)切削溫度有限元仿真圖3-9工件溫度場理論計3.3切削殘余應(yīng)力理論建模3.3.1機(jī)械應(yīng)力計算

圖4-5殘余應(yīng)力測試

77(a)Proto-XRD殘余應(yīng)力分析儀(b)Proto電解拋光機(jī)圖4-5殘余應(yīng)力測試

圖4-6X射線衍射峰

(a)d-sin2關(guān)系圖(b)衍射峰高斯擬合圖4-6X射線衍射峰為了減小工件內(nèi)部初始?xì)堄鄳?yīng)力的影響，加工前先對工件進(jìn)行熱處理，直至初始?xì)堄鄳?yīng)力可以忽略為止。為測試工件內(nèi)部的初始?xì)堄鄳?yīng)力，采用配套的電解拋光儀對工件

圖4-15端銑加工現(xiàn)場

加工方式：側(cè)銑，順銑。冷卻方式：乳化液冷卻。所有端銑實驗，固定刀具裝夾懸伸長度44mm，每組實驗均采用一把新刀具。圖4-15展示了加工現(xiàn)場[177,179]。(3)測試方法采用X射線法測試已加工表面殘余應(yīng)力，測試儀器為加拿大Proto殘余應(yīng)力分析儀器(PROTOLXRD....

本文編號：3903927