鈦合金材料因具有優(yōu)異的耐蝕性能、高強度、抗疲勞等顯著優(yōu)點,在航空航天領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。但鈦合金銑削時切削溫度高、刀具磨損嚴重、材料熱傳導(dǎo)率低,使其極易在加工中發(fā)生變形,降低零件的加工精度。因此,針對鈦合金薄壁C形件在側(cè)銑精加工階段產(chǎn)生的加工變形問題展開研究,利用有限元仿真技術(shù)和偏最小二乘回歸算法,預(yù)測薄壁C形件的整體加工變形情況,并用實驗驗證預(yù)測模型的準(zhǔn)確性,探索薄壁件銑削加工變形預(yù)測和加工參數(shù)優(yōu)化的方法,以最高加工效率和最小加工變形為目標(biāo)對薄壁C形件進行銑削參數(shù)優(yōu)化,開發(fā)具有變形預(yù)測和參數(shù)優(yōu)化功能的人機交互系統(tǒng)。具體研究工作如下:針對鈦合金TC4有限元動態(tài)仿真中的銑削力預(yù)測問題,建立鈦合金TC4銑削加工三維熱力耦合有限元模型,研究銑削過程中的銑削力、溫度、應(yīng)力及應(yīng)變分布,并進行銑削力實驗,將仿真得到的銑削力值與實驗值進行對比,以此來驗證仿真模型的準(zhǔn)確性。針對鈦合金薄壁C形件有限元仿真中的變形預(yù)測問題,采用動態(tài)仿真和靜力學(xué)仿真兩種方法,對薄壁C形件的局部和整體結(jié)構(gòu)進行加工變形預(yù)測,通過實驗來驗證和分析薄壁C形件的加工變形規(guī)律,并采用經(jīng)實驗驗證的有限元靜力學(xué)變形模型來計算出不同銑削...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 切削加工過程數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 薄壁件加工變形有限元仿真的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 鈦合金薄壁件加工變形預(yù)測方法研究現(xiàn)狀
        1.2.4 切削參數(shù)優(yōu)化的研究現(xiàn)狀
    1.3 現(xiàn)有研究的不足
    1.4 課題來源及主要研究內(nèi)容
        1.4.1 課題來源
        1.4.2 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 鈦合金銑削加工過程數(shù)值模擬
    2.1 基于熱力耦合的有限元數(shù)值模擬關(guān)鍵性技術(shù)
        2.1.1 材料參數(shù)設(shè)置
        2.1.2 材料失效準(zhǔn)則
        2.1.3 工件與刀具的接觸摩擦模型
    2.2 三維有限元模型銑削過程動態(tài)仿真
        2.2.1 幾何模型的建立及銑削參數(shù)設(shè)置
        2.2.2 模型的裝配與網(wǎng)格的劃分
        2.2.3 仿真結(jié)果及分析
    2.3 鈦合金加工過程銑削力分析及實驗驗證
        2.3.1 實驗設(shè)備與條件
        2.3.2 銑削力仿真模型驗證
    2.4 本章小結(jié)
第3章 鈦合金薄壁C形件銑削變形有限元模型的建立
    3.1 鈦合金薄壁C形件三維銑削模型
    3.2 鈦合金薄壁C形件有限元動態(tài)銑削加工變形仿真
        3.2.1 有限元動態(tài)銑削加工變形仿真流程
        3.2.2 建立幾何模型和裝配模型
        3.2.3 邊界條件設(shè)置
        3.2.4 銑削力仿真結(jié)果分析
        3.2.5 加工變形仿真結(jié)果分析
    3.3 鈦合金薄壁C形件有限元靜力學(xué)銑削加工變形仿真
        3.3.1 有限元靜力學(xué)仿真流程
        3.3.2 有限元模型的建立
        3.3.3 仿真加工變形結(jié)果分析
    3.4 鈦合金加工過程銑削形變分析及實驗驗證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 鈦合金薄壁C形件銑削變形回歸預(yù)測建模研究
    4.1 銑削變形預(yù)測模型的確定
    4.2 基于偏最小二乘回歸理論的銑削變形預(yù)測模型
        4.2.1 偏最小二乘回歸建模
        4.2.2 交叉有效性原則
        4.2.3 偏最小二乘回歸模型在銑削變形預(yù)測中的應(yīng)用
    4.3 模型檢驗
    4.4 本章小結(jié)
第5章 薄壁件加工過程銑削參數(shù)優(yōu)化及系統(tǒng)開發(fā)
    5.1 基于遺傳算法的銑削加工參數(shù)優(yōu)化
        5.1.1 優(yōu)化算法簡介
        5.1.2 設(shè)計變量
        5.1.3 銑削參數(shù)優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)
        5.1.4 銑削參數(shù)優(yōu)化模型的約束條件
        5.1.5 銑削參數(shù)優(yōu)化求解
    5.2 參數(shù)優(yōu)化效果驗證
    5.3 薄壁件銑削加工參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)
        5.3.1 預(yù)測系統(tǒng)需求分析
        5.3.2 鈦合金薄壁件銑削參數(shù)優(yōu)化GUI設(shè)計
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果
致謝



本文編號：4031175