鋁合金薄壁件表面應(yīng)力的逐層表征及在變形描述中的應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-03-23 04:11
由于鋁合金薄壁構(gòu)件存在材料去除率高、壁薄和尺寸大等特點,其在銑削加工過程中受到毛坯初始內(nèi)應(yīng)力和加工應(yīng)力的影響,制備成形后構(gòu)件形狀會出現(xiàn)變形問題,而影響裝配使用,是航空制造領(lǐng)域亟需解決的難題之一。因此研究鋁合金薄壁結(jié)構(gòu)件表面應(yīng)力測試方法及表面應(yīng)力對薄壁件變形的影響,對薄壁構(gòu)件的工程應(yīng)用有重要的意義。本文以7075-T651為研究對象,分析其銑削加工和噴丸表面處理后的表面應(yīng)力特征,提出表面應(yīng)力等效簡化模型,以數(shù)學(xué)解析方法對鋁合金薄壁構(gòu)件變形進行描述,最后通過實驗進行驗證,具體研究工作如下:1、提出了運用改進逐層鉆孔法表征薄壁件表面應(yīng)力。基于材料存在的各向異性特征,在原有力學(xué)模型基礎(chǔ)上以彈性模量作為衡量材料各向異性影響的修正因素,完善計算模型,并運用有限元計算獲得特定校準(zhǔn)系數(shù)。該方法不受材料微觀組織變化的影響,能細化描述材料表層應(yīng)力分布。2、分析實驗測得的薄壁件應(yīng)力場,根據(jù)其表-里應(yīng)力分布特征,提出表面應(yīng)力等效簡化模型,并運用有限元仿真軟件MSC.Marc模擬薄壁構(gòu)件的銑削加工,驗證了簡化模型可行性。3、完成了表面應(yīng)力等效簡化模型對薄壁構(gòu)件變形的計算分析,理論結(jié)果與實測結(jié)果吻合較好。同時,分...
【文章來源】:中南林業(yè)科技大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1C919大型客機??Fig.?1.1?C919?Large?passenger?aircraft??
在銑削加工過程中受到毛坯厚板殘余應(yīng)力和加工產(chǎn)生的加工應(yīng)力影響,在材料去??除時,這些應(yīng)力發(fā)生變化使得薄壁構(gòu)件產(chǎn)生變形,這一問題己經(jīng)制約了鋁合金薄??壁整體構(gòu)件在航空航天工業(yè)上的使用[14]。圖1.2為鋁合金薄壁構(gòu)件銑削加工后產(chǎn)??生的彎曲變形。??國??圖1.2鋁合金薄壁構(gòu)件變形??Fig.?1.2?A1?alloy?thin-walled?component?deformation??鋁合金薄壁構(gòu)件的銑削加工問題已經(jīng)變成困擾其在航空工業(yè)中發(fā)展的關(guān)鍵??技術(shù)難題之一[?19]。鋁合金薄壁構(gòu)件加工產(chǎn)生的變形不但使其達不到使用要求,??還浪費了大量的人力、物力。但由于缺乏理論指導(dǎo),生產(chǎn)過程中加工變形經(jīng)常發(fā)??生,變形校正也普遍依靠經(jīng)驗。所以為了減小銑削加工過程的變形,給后期的校??正提供理論指導(dǎo),開展鋁合金薄壁構(gòu)件應(yīng)力對影響的研究是有著重要意義的。??1.2表面應(yīng)力表征方法??殘余應(yīng)力是指物體沒有外力作用的情況下,殘留在物體內(nèi)部自相平衡的一種??內(nèi)應(yīng)力。在進行各種機械加工和強化工藝時,構(gòu)件受到各種因素的影響,其內(nèi)部??將會產(chǎn)生不同程度的應(yīng)力。當(dāng)這些影響因素消失時,構(gòu)件產(chǎn)生的應(yīng)力仍然會有部??分殘留下來
中南林業(yè)科技大學(xué)碩士學(xué)位論文?錯合金薄壁件表面應(yīng)力的逐層表征及在變形描述中的應(yīng)用??面應(yīng)力和厚板初始殘余應(yīng)力,分析其分布特征構(gòu)建表面應(yīng)力等效簡化模型。再用??應(yīng)力簡化模型進行數(shù)學(xué)分析,描述表面應(yīng)力對薄壁構(gòu)件變形的影響。??3、通過實驗對表面應(yīng)力對變形的描述進行驗證,最后考慮各種誤差,計算??出總的不確定度。??1.5論文結(jié)構(gòu)??'一"??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鋁合金薄壁件加工變形的力學(xué)模型構(gòu)建與分析[J]. 廖凱,張蕭笛,車興飛,陳輝,龔海. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[2]減少航空發(fā)動機鋁合金零部件加工變形的措施[J]. 周成. 科技資訊. 2017(20)
[3]飛機用7B04鋁合金縫隙腐蝕試驗及仿真研究[J]. 王晨光,陳躍良,張勇,卞貴學(xué). 裝備環(huán)境工程. 2017(03)
[4]用逐層鉆孔的小孔法測量非均勻殘余應(yīng)力[J]. 鄭建毅,莊明鳳,鄭高峰,何聞. 振動.測試與診斷. 2014(03)
[5]縱向切條法在熱軋高強鋼帶殘余應(yīng)力測試中的應(yīng)用[J]. 王曉東,王文廣,李飛,陽代軍,金永春. 物理測試. 2013(05)
[6]X射線衍射法測試軋板表面殘余應(yīng)力[J]. 王穎,胡小軍,張榮,李麗敏. 理化檢驗(物理分冊). 2012(05)
[7]飛機、軌道車輛和船舶的用鋁趨勢[J]. 蘇鴻英. 世界有色金屬. 2010(04)
[8]鋁合金厚板殘余應(yīng)力測試方法有效性分析[J]. 龔海,吳運新,廖凱. 材料工程. 2010(01)
[9]預(yù)拉伸對7075鋁合金厚板殘余應(yīng)力分布的影響[J]. 龔海,吳運新,廖凱. 材料熱處理學(xué)報. 2009(06)
[10]殘余應(yīng)力的本質(zhì)及其調(diào)整[J]. 程曉宇,王曉梅. 全面腐蝕控制. 2009(07)
博士論文
[1]鋁合金厚板內(nèi)應(yīng)力演變規(guī)律及殘余應(yīng)力場評估模型研究[D]. 龔海.中南大學(xué) 2011
[2]鋁合金厚板淬火—預(yù)拉伸內(nèi)應(yīng)力形成機理及其測試方法研究[D]. 廖凱.中南大學(xué) 2010
[3]航空鋁合金殘余應(yīng)力及切削加工變形研究[D]. 唐志濤.山東大學(xué) 2008
[4]銑削加工過程物理仿真及其在航空整體結(jié)構(gòu)件加工變形預(yù)測中的應(yīng)用研究[D]. 畢運波.浙江大學(xué) 2007
[5]關(guān)于航空框類結(jié)構(gòu)件銑削加工殘余應(yīng)力和變形機理的研究[D]. 王立濤.浙江大學(xué) 2003
[6]鈹材X射線殘余應(yīng)力無損測定原理和方法[D]. 陳玉安.重慶大學(xué) 2002
碩士論文
[1]航空鋁合金薄壁框架件應(yīng)力—變形預(yù)測函數(shù)的構(gòu)建[D]. 張蕭笛.中南林業(yè)科技大學(xué) 2018
[2]17Cr2Ni2Mo鋼噴丸強化研究[D]. 朱晨.上海交通大學(xué) 2011
[3]鋁合金薄壁件高速銑削加工工藝優(yōu)化[D]. 張自平.吉林大學(xué) 2007
[4]高速銑削鋁合金切削溫度的研究[D]. 閻海鵬.南京理工大學(xué) 2004
本文編號:3095106
【文章來源】:中南林業(yè)科技大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1C919大型客機??Fig.?1.1?C919?Large?passenger?aircraft??
在銑削加工過程中受到毛坯厚板殘余應(yīng)力和加工產(chǎn)生的加工應(yīng)力影響,在材料去??除時,這些應(yīng)力發(fā)生變化使得薄壁構(gòu)件產(chǎn)生變形,這一問題己經(jīng)制約了鋁合金薄??壁整體構(gòu)件在航空航天工業(yè)上的使用[14]。圖1.2為鋁合金薄壁構(gòu)件銑削加工后產(chǎn)??生的彎曲變形。??國??圖1.2鋁合金薄壁構(gòu)件變形??Fig.?1.2?A1?alloy?thin-walled?component?deformation??鋁合金薄壁構(gòu)件的銑削加工問題已經(jīng)變成困擾其在航空工業(yè)中發(fā)展的關(guān)鍵??技術(shù)難題之一[?19]。鋁合金薄壁構(gòu)件加工產(chǎn)生的變形不但使其達不到使用要求,??還浪費了大量的人力、物力。但由于缺乏理論指導(dǎo),生產(chǎn)過程中加工變形經(jīng)常發(fā)??生,變形校正也普遍依靠經(jīng)驗。所以為了減小銑削加工過程的變形,給后期的校??正提供理論指導(dǎo),開展鋁合金薄壁構(gòu)件應(yīng)力對影響的研究是有著重要意義的。??1.2表面應(yīng)力表征方法??殘余應(yīng)力是指物體沒有外力作用的情況下,殘留在物體內(nèi)部自相平衡的一種??內(nèi)應(yīng)力。在進行各種機械加工和強化工藝時,構(gòu)件受到各種因素的影響,其內(nèi)部??將會產(chǎn)生不同程度的應(yīng)力。當(dāng)這些影響因素消失時,構(gòu)件產(chǎn)生的應(yīng)力仍然會有部??分殘留下來
中南林業(yè)科技大學(xué)碩士學(xué)位論文?錯合金薄壁件表面應(yīng)力的逐層表征及在變形描述中的應(yīng)用??面應(yīng)力和厚板初始殘余應(yīng)力,分析其分布特征構(gòu)建表面應(yīng)力等效簡化模型。再用??應(yīng)力簡化模型進行數(shù)學(xué)分析,描述表面應(yīng)力對薄壁構(gòu)件變形的影響。??3、通過實驗對表面應(yīng)力對變形的描述進行驗證,最后考慮各種誤差,計算??出總的不確定度。??1.5論文結(jié)構(gòu)??'一"??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鋁合金薄壁件加工變形的力學(xué)模型構(gòu)建與分析[J]. 廖凱,張蕭笛,車興飛,陳輝,龔海. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[2]減少航空發(fā)動機鋁合金零部件加工變形的措施[J]. 周成. 科技資訊. 2017(20)
[3]飛機用7B04鋁合金縫隙腐蝕試驗及仿真研究[J]. 王晨光,陳躍良,張勇,卞貴學(xué). 裝備環(huán)境工程. 2017(03)
[4]用逐層鉆孔的小孔法測量非均勻殘余應(yīng)力[J]. 鄭建毅,莊明鳳,鄭高峰,何聞. 振動.測試與診斷. 2014(03)
[5]縱向切條法在熱軋高強鋼帶殘余應(yīng)力測試中的應(yīng)用[J]. 王曉東,王文廣,李飛,陽代軍,金永春. 物理測試. 2013(05)
[6]X射線衍射法測試軋板表面殘余應(yīng)力[J]. 王穎,胡小軍,張榮,李麗敏. 理化檢驗(物理分冊). 2012(05)
[7]飛機、軌道車輛和船舶的用鋁趨勢[J]. 蘇鴻英. 世界有色金屬. 2010(04)
[8]鋁合金厚板殘余應(yīng)力測試方法有效性分析[J]. 龔海,吳運新,廖凱. 材料工程. 2010(01)
[9]預(yù)拉伸對7075鋁合金厚板殘余應(yīng)力分布的影響[J]. 龔海,吳運新,廖凱. 材料熱處理學(xué)報. 2009(06)
[10]殘余應(yīng)力的本質(zhì)及其調(diào)整[J]. 程曉宇,王曉梅. 全面腐蝕控制. 2009(07)
博士論文
[1]鋁合金厚板內(nèi)應(yīng)力演變規(guī)律及殘余應(yīng)力場評估模型研究[D]. 龔海.中南大學(xué) 2011
[2]鋁合金厚板淬火—預(yù)拉伸內(nèi)應(yīng)力形成機理及其測試方法研究[D]. 廖凱.中南大學(xué) 2010
[3]航空鋁合金殘余應(yīng)力及切削加工變形研究[D]. 唐志濤.山東大學(xué) 2008
[4]銑削加工過程物理仿真及其在航空整體結(jié)構(gòu)件加工變形預(yù)測中的應(yīng)用研究[D]. 畢運波.浙江大學(xué) 2007
[5]關(guān)于航空框類結(jié)構(gòu)件銑削加工殘余應(yīng)力和變形機理的研究[D]. 王立濤.浙江大學(xué) 2003
[6]鈹材X射線殘余應(yīng)力無損測定原理和方法[D]. 陳玉安.重慶大學(xué) 2002
碩士論文
[1]航空鋁合金薄壁框架件應(yīng)力—變形預(yù)測函數(shù)的構(gòu)建[D]. 張蕭笛.中南林業(yè)科技大學(xué) 2018
[2]17Cr2Ni2Mo鋼噴丸強化研究[D]. 朱晨.上海交通大學(xué) 2011
[3]鋁合金薄壁件高速銑削加工工藝優(yōu)化[D]. 張自平.吉林大學(xué) 2007
[4]高速銑削鋁合金切削溫度的研究[D]. 閻海鵬.南京理工大學(xué) 2004
本文編號:3095106
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