本文關(guān)鍵詞：面向衛(wèi)星零件工藝設(shè)計(jì)的拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 薄壁零件 變形預(yù)測 裝夾 傳力路徑 有限元仿真

【摘要】：為了盡可能減輕航天器自身結(jié)構(gòu)重量,提高攜帶負(fù)載的能力,高強(qiáng)度鋁合金薄壁零件被廣泛應(yīng)用于其設(shè)計(jì)和制造過程。由于航天器零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,壁厚薄,精度要求高等特點(diǎn),加工過程一般在銑削加工中心進(jìn)行。加工過程中,毛坯的絕大部分材料需要被去除,導(dǎo)致零件剛度變差,易產(chǎn)生加工變形。在總結(jié)前人對薄壁零件加工變形研究內(nèi)容的基礎(chǔ)上,以裝夾力載荷條件下的傳力路徑與加工變形之間的關(guān)系和殘余應(yīng)力條件下零件加工變形仿真為主要研究內(nèi)容,利用拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)及有限元仿真技術(shù)對薄壁零件加工變形預(yù)測進(jìn)行研究。本文的主要工作如下:1.闡述了論文研究內(nèi)容的背景和意義,總結(jié)了國內(nèi)外薄壁零件加工變形預(yù)測和控制的研究現(xiàn)狀,在詳細(xì)分析零件加工變形影響因素的基礎(chǔ)上,給出了本文的研究內(nèi)容和總體框架。2.介紹了薄壁零件裝夾優(yōu)化方案,創(chuàng)新性地將拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)應(yīng)用于零件加工過程。利用拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)和有限元軟件,尋求零件在裝夾力作用下形成的傳力路徑,通過對不同裝夾方案下零件的傳力路徑進(jìn)行分析,研究傳力路徑破壞與否與零件最終變形之間存在的聯(lián)系。3.介紹了利用X射線衍射法進(jìn)行殘余應(yīng)力測量的基本原理,以鋁合金板材為研究對象,對其銑削過程中內(nèi)應(yīng)力分布變化及加工變形規(guī)律進(jìn)行了理論分析,并通過有限元工具對計(jì)算過程進(jìn)行仿真,對比分析兩種計(jì)算所獲得的變形結(jié)果。4.以薄壁框類零件為例,對三維有限元模型加工變形仿真技術(shù)進(jìn)行了深入研究,解決了三維有限元模型建立、毛坯初始?xì)堄鄳?yīng)力施加、“生死單元”法模擬材料去除過程等關(guān)鍵技術(shù)。5.綜合運(yùn)用以上技術(shù),對某衛(wèi)星鋁合金薄壁支架加工過程進(jìn)行仿真分析,并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,分析了由毛坯初始?xì)堄鄳?yīng)力存在及傳力路徑受破壞等因素所引起的加工變形規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：薄壁零件 變形預(yù)測 裝夾 傳力路徑 有限元仿真
【學(xué)位授予單位】：北華航天工業(yè)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景9
• 1.2 薄壁零件加工變形研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 薄壁零件加工變形國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 零件機(jī)械加工變形機(jī)理研究10-12
• 1.3 零件加工裝夾方案研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 零件加工過程數(shù)值模擬技術(shù)研究現(xiàn)狀13
• 1.5 論文研究的目標(biāo)、意義、內(nèi)容和總體框架13-16
• 1.5.1 論文研究的目標(biāo)和意義13-14
• 1.5.2 論文研究內(nèi)容14-15
• 1.5.3 論文結(jié)構(gòu)15-16
• 第2章 基于拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)的裝夾方案研究16-28
• 2.1 引言16
• 2.2 零件裝夾方案設(shè)計(jì)與優(yōu)化分析16-19
• 2.2.1 零件裝夾方案分析16-17
• 2.2.2 零件裝夾方案設(shè)計(jì)與優(yōu)化分析17-19
• 2.3 拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)在加工生產(chǎn)中的應(yīng)用研究19-28
• 2.3.1 基于ANSYS的拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)研究19-20
• 2.3.2 ANSYS拓?fù)鋬?yōu)化實(shí)例分析20-25
• 2.3.3 零件不同傳力路徑對加工變形的影響分析25-28
• 第3章 殘余應(yīng)力條件下銑削加工變形仿真研究28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 殘余應(yīng)力場測試28-31
• 3.2.1 殘余應(yīng)力場測試方法28-30
• 3.2.2 X射線衍射法測量原理30-31
• 3.3 初始?xì)堄鄳?yīng)力引起的銑削變形機(jī)理分析31-35
• 3.4 有限元法求解殘余應(yīng)力引起的銑削變形35-37
• 3.5 銑削加工變形ANSYS實(shí)例分析37-40
• 3.5.1 問題描述37-38
• 3.5.2 仿真結(jié)果與分析38-40
• 第4章 三維有限元模型加工變形數(shù)值仿真研究40-49
• 4.1 引言40
• 4.2 銑削變形三維有限元仿真分析40-47
• 4.2.1 對象零件加工變形特征分析40-41
• 4.2.2 三維有限元仿真關(guān)鍵技術(shù)研究41-43
• 4.2.3 三維有限元仿真分析過程43-45
• 4.2.4 仿真結(jié)果分析45-47
• 4.3 總結(jié)47-49
• 第5章 衛(wèi)星薄壁零件銑削變形分析及試驗(yàn)研究49-59
• 5.1 引言49-50
• 5.2 衛(wèi)星薄壁結(jié)構(gòu)件銑削變形有限元分析50-57
• 5.2.1 問題描述50
• 5.2.2 毛坯殘余應(yīng)力測量及有限元模型應(yīng)力施加50-53
• 5.2.3 不同裝夾方案下零件主傳力路徑53-55
• 5.2.4 零件銑削加工變形仿真分析55-57
• 5.3 總結(jié)57-59
• 第6章 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 附錄 163-69
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果69-70
• 致謝70

【參考文獻(xiàn)】

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1 王運(yùn)巧,梅中義,范玉青;航空薄壁弧形件加工變形的非線性有限元分析[J];航空制造技術(shù);2004年06期

2 陳蔚芳;倪麗君;王寧生;;夾具布局和夾緊力的優(yōu)化方法研究[J];中國機(jī)械工程;2007年12期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 路冬;航空整體結(jié)構(gòu)件加工變形預(yù)測及裝夾布局優(yōu)化[D];山東大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：530940