發(fā)布時間：2017-05-26 06:16

  本文關(guān)鍵詞：薄壁零件數(shù)控加工的有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了有效控制薄壁零件在加工過程中的變形,提高薄壁件的裝配性能。本文對薄壁零件數(shù)控加工過程進行了有限元分析。本文分析并確定殘余應力是影響薄壁件加工變形最重要的原因,而引起殘余應力變化的主要原因是切削力、切削熱引起工件的熱塑性變形。通過對常用的航空薄壁類結(jié)構(gòu)與特點進行分析,確定出本文所研究的工件結(jié)構(gòu)。分析了殘余應力對工件變形的作用機理。對切削力的計算方式及影響切削力的因素進行了研究,并闡述了圓周銑削的原理。對金屬切削原理進行詳細研究,分析出金屬的切削過程是一個強熱力耦合的過程。最后,總結(jié)出本文用到的主要有限元仿真理論為材料Johnson-Cook本構(gòu)模型、材料失效分離準則、摩擦模型、局部網(wǎng)格劃分等。使用ABAQUS的顯示動力學模塊(Explicit)對薄壁工件進行了二維切削加工仿真,分析了切削過程中刀具與工件的應力場、應變場、溫度場的變化及切屑的成形過程。將圓周銑削演變?yōu)樽兒穸热S斜角切削。對切削力與切削溫度的分布規(guī)律進行了詳細的分析,并對切屑的形成過程進行了模擬,驗證了仿真的真實性。使用ABAQUS建立了懸壁件三維銑削模型。對圓柱銑刀側(cè)銑薄壁件的整個過程進行仿真,確定了殘余應力的分布范圍,對工件已加工表面上,沿寬度方向上一定范圍內(nèi)X、Y、Z方向上節(jié)點的殘余應力分布云圖及整個工件表面殘余應力分布云圖進行了研究。對刀具刀尖位置與工件已加工表面的溫度變化規(guī)律進行了分析。最后從切削深度、切削速度、進給速度以及走刀路徑四個方面分別論述了減小工件變形的方法。
【關(guān)鍵詞】：薄壁零件 加工變形 殘余應力 熱力耦合 有限元分析
【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG659;TB115
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9
• 1.2 薄壁零件的特點及其變形的原因9-12
• 1.2.1 薄壁零件的特點9-10
• 1.2.2 引起薄壁工件變形的因素10-12
• 1.2.3 簿壁件加工變形的危害12
• 1.3 國內(nèi)外零件加工變形研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.1 國外薄壁零件加工變形的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國內(nèi)薄壁零件加工變形的研究現(xiàn)狀13
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容13-15
• 2 薄壁零件結(jié)構(gòu)及其切削變形機理15-24
• 2.1 薄壁結(jié)構(gòu)15-17
• 2.2.1 薄壁件讓刀現(xiàn)象分析15
• 2.2.2 薄壁件的結(jié)構(gòu)特點和分類15-17
• 2.2 金屬切削的變形過程17-18
• 2.3 切削力分析18-20
• 2.3.1 切削力的計算18-19
• 2.3.2 切削力分析19-20
• 2.4 切削熱與切削溫度分析20-21
• 2.5 銑削加工分析21-22
• 2.5.1 銑刀的介紹21
• 2.5.2 銑削方式21-22
• 2.6 立銑削加工特點22-23
• 2.7 本章小結(jié)23-24
• 3 薄壁零件切削變形的有限元仿真技術(shù)24-30
• 3.1 引言24
• 3.2 仿真軟件介紹24-25
• 3.3 熱力耦合有限元控制方程25-26
• 3.4 切削熱的傳導26-27
• 3.5 材料Johnson—Cook本構(gòu)模型27-28
• 3.6 材料失效分離準則28
• 3.7 摩擦模型28-29
• 3.8 局部網(wǎng)格的劃分29
• 3.9 本章小結(jié)29-30
• 4 薄壁零件二維切削加工有限元仿真30-38
• 4.1 引言30
• 4.2 鋁合金材料二維切削有限元仿真30-37
• 4.2.1 材料模型30-31
• 4.2.2 二維幾何模型31-32
• 4.2.3 切削仿真結(jié)果分析32-37
• 4.3 本章小結(jié)37-38
• 5 薄壁零件三維斜角切削有限元仿真技術(shù)38-45
• 5.1 引言38
• 5.2 有限元模型的建立38-42
• 5.3 仿真模擬與實驗結(jié)果分析42-44
• 5.3.1 切屑形成過程模擬42-43
• 5.3.2 切削溫度模擬43-44
• 5.4 本章小結(jié)44-45
• 6 薄壁零件加工變形有限元仿真45-57
• 6.1 引言45
• 6.2 薄壁零件加工變形有限元模型45-47
• 6.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析47-54
• 6.3.1 已加工表面殘余應力模擬分析48-52
• 6.3.2 銑削溫度模擬分析52-53
• 6.3.3 銑削加工變形模擬分析53-54
• 6.4 薄壁件加工變形控制方法54-56
• 6.4.1 軸向切深的選擇54
• 6.4.2 進給速度的選擇54
• 6.4.3 走刀路徑的選擇54-55
• 6.4.4 高速切削加工55-56
• 6.5 本章小結(jié)56-57
• 7 結(jié)論與展望57-59
• 7.1 結(jié)論57
• 7.2 展望57-59
• 參考文獻59-62
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文62-63
• 致謝63-65

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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3 武凱,何寧,廖文和,姜澄宇;基于變形控制的薄壁結(jié)構(gòu)件高速銑削參數(shù)選擇[J];機械科學與技術(shù);2005年07期

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6 畢運波;柯映林;董輝躍;;航空鋁合金薄壁件加工變形有限元仿真與分析[J];浙江大學學報(工學版);2008年03期

7 孫雅洲,劉亞忠,梁迎春,程凱,王琳;制造設(shè)備與系統(tǒng)的微型化技術(shù)[J];江蘇機械制造與自動化;2001年04期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 胡創(chuàng)國;薄壁件精密切削變形控制與誤差補償技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學;2007年

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本文編號：395931