某航空接头结构件装夹布局优化关键技术的研究

【类型】学位论文

【作者】刘成林 

【关键词】 装夹布局 加工变形 接头件 优化 有限元 遗传算法

【摘要】航空薄壁件普遍具有壁厚薄、尺寸形状大、表面精度高、形状相对复杂和相对刚度低的特点。在铣削加工过程中，工件极易发生加工变形，很难保证其加工精度。因此，本文针对航空接头结构件存在的加工变形问题，采用理论分析、有限元模拟和数理优化相结合的办法，对典型航空接头结构件铣削加工变形的预测理论和控制方法进行系统的研究。主要包括以下方面：采用有限元分析软件ABAQUS6.11对典型接头结构件铣削加工过程进行模拟仿真计算，构建综合考虑铣削机械应力、毛坯初始残余应力、铣削热应力和装夹应力等复杂耦合关系的接头结构件变形预测模型。采用该模型对航空铝合金材料7050-T7451铣削加工的有限元模拟关键技术进行了研究，包括J-C材料本构模型、刀具与工件的摩擦模型、热传导控制方程、有限元网格模型以及切屑分离标准等。分析了铣削加工过程中工件Mise应力、残余应力、铣削温度以及变形的分布规律。构建了航空典型接头结构件最优装夹位置的选定方法。采用遗传算法与有限元法相结合的优化算法，建立了以工件平均变形最小为目标函数，以装夹点位置为决策变量的典型航空接头结构件装夹布局优化模型。通过比较，采用遗传算法优化后的装夹布局与对应装夹布局下的有限元模拟所得到的工件平均变形基本一致，验证了优化模型的有效性，对改善工件变形提供了有利依据。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】沈阳航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】于金

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