航空薄壁結(jié)構(gòu)件加工變形數(shù)值仿真研究.pdf

1、航空薄壁件尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形狀精度要求很高，并且薄壁件有的部位只有1.5-3mm厚，甚至小于1.5mm剛性很差，在加工過(guò)程中很容易會(huì)發(fā)生彎曲、扭曲、或彎扭組合等的結(jié)構(gòu)變形，使零件難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，甚至成為廢品，嚴(yán)重影響了航空產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度與成本。本文在闡述航空整體結(jié)構(gòu)件國(guó)內(nèi)外加工研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析、有限元數(shù)值仿真以及已知實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究相結(jié)合的方法，從殘余應(yīng)力入手，對(duì)航空整體結(jié)構(gòu)件的銑削加工變形預(yù)測(cè)進(jìn)行了較為深入的研究。

2、>　　 (1)首先，本文運(yùn)用彈塑性力學(xué)理論，根據(jù)拉、壓兩種應(yīng)力所產(chǎn)生的應(yīng)變情況推導(dǎo)了適合預(yù)拉伸鋁合金厚板內(nèi)部殘余應(yīng)力的改進(jìn)剝層應(yīng)變法。為了便于處理應(yīng)變數(shù)據(jù)，建立了人性化的VB數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，并通過(guò)有限元方法對(duì)宏觀應(yīng)力釋放法測(cè)試三維殘余應(yīng)力分布進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 (2)其次，對(duì)實(shí)際的銑削狀態(tài)進(jìn)行簡(jiǎn)化，建立三維彈塑性有限元銑削模型，通過(guò)動(dòng)態(tài)給去除材料所在單元的單元面上加載、卸載方法來(lái)實(shí)現(xiàn)切削力作用過(guò)程，并通過(guò)有限元的“生死單元技術(shù)”

3、模擬材料去除。從理論上分析了工件加工過(guò)程中產(chǎn)生塑性變形、殘余應(yīng)力的原因，并通過(guò)已知典型薄壁件的加工參數(shù)對(duì)模型的合理性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 (3)利用建立起的切削模型，對(duì)薄壁件側(cè)壁最后一道工序的加工余量，以及薄壁件不同的壓板數(shù)目、相同壓板數(shù)目而不同的裝卡位置對(duì)薄壁件變形的影響進(jìn)行了仿真分析。
　　 (4)最后，對(duì)航空多框薄壁件中框體的加工順序?qū)φw變形的影響進(jìn)行了仿真研究。
　　 本文對(duì)有效減小或抑制零件加工變形，對(duì)