航空整体结构件铣削加工变形的有限元模拟理论及方法研究

作者： 黄志刚   来源： 浙江大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 铣削加工   切屑分离标准   正交切削   切削力   整体结构件   动态切削载荷   热力耦合   切削温度   切屑成形   残余应力   生死单元   加工变形   优化   加工顺序   加工路径   有限元模拟  

描述： 本文通过机械制造、固体力学和有限元法等多学科的深入交叉,采用实验研究、理论建模和软件分析相结合的方法,从金属切削原理入手,分别建立了金属正交切削加工的热力耦合有限元模型和三维铣削加工的有限元模型,对铣削加工变形的机理、变形抑制的理论和工艺措施进行了广

石墨烯增强金属基航空复合材料微切削模拟与工艺优化研究

作者： 贾继光   来源： 浙江大学 年份： 2017 文献类型 ： 学位论文 关键词： 微切削   金属基纳米复合材料   切削力   因素分析   石墨烯   有限元仿真  

描述： 纳米颗粒增强的金属基纳米复合材料(MMNCs)已在航空航天等领域取得了广泛的应用。近年来,随着石墨烯(Graphene)的最新应用,其优异的力学和物理特性,使石墨烯有望成为金属基纳米复合材料的理想增强体。本文通过建立石墨烯增强金属基纳米复合材料(Gr-MMNCs)的二维正交微切削有限元模型,研究这种新兴纳米复合材料的切削加工性能。切削加工过程是一个复杂的动态过程,材料处于高应变、高应变率和高温的状态,涉及到材料的高度非线性塑形变形和断裂失效等一系列复杂的现象。因此,本文针对这一新型材料的本构模型、断裂失效模型、摩擦模型和有限单元网格划分技术等方面进行了仔细的研究,以期建立完备的有限元模型来更好地模拟复杂的切削动态塑性变形过程。在有限元建模中,为了更好的模拟真实情况下石墨烯增强体在金属基体中位置和方向的双随机离散分布,本文开发了石墨烯的随机分布算法,并基于Python语言编制了 ABAQUS二次开发程序,实现了二维正交切削有限元模型的自动快速建模。通过与实验结果的对比,验证了微观有限元模型的可靠性。基于有限元算例仿真结果,研究了各个加工工艺参数分别对平均切削力的影响效应。然后,借助数学统计工具,采用多因素分析方法定量的分析比较各参数对切削力的影响效应。结果表明,石墨烯增强金属基纳米复合材料微切削加工过程中,影响切削力的最显著性参数是切削层厚度,其次是石墨烯的平均尺寸和质分比参数。基于多因素分析的结果,得到Gr/Mg复合材料的加工优化策略。同时,基于影响切削力的显著性参数我们还得到了预测平均切削力的经验模型公式,可以进行给定条件的切削力预测。

航空框类整体结构件铣削加工变形的数值模拟与实验研究

作者： 吴红兵   来源： 浙江大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 加工变形预测   框   斜角切削   薄壁件   热力耦合   有限元模拟   切削载荷   航空整体结构件   铝合金   接力计算  

描述： 整体结构件数控加工变形是航空制造业面临的最突出问题之一,多年来一直困扰航空工业。研究影响整体结构件加工变形的因素及减小或抑制零件加工变形的工艺方法,对航空整体结构件数控加工变形预测及控制具有重要的意义和价值。本文在阐述航空整体结构件国内外研究现状的基础上,通过理论分析、有限元计算及实验研究相结合的方法,从三维切削机理,薄壁件变形及整体结构件数值模拟关键技术入手,对航空整体结构件的铣削加工变形进行了深入的研究。深入研究了金属的三维切削加工机理,并采用三维斜角切削有限元模型对航空铝合金已加工表面残余应力的分布规律进行了模拟研究。另外采用更接近真实铣削过程的三维螺旋刃刀具有限元模型对航空铝合金7050-T7451铣削机理进行了数值模拟,研究了切削过程中的各种物理现象。并分析了切削力及切削温度的变化规律。在阐述航空薄壁件加工变形的相关理论基础上,深入研究了薄壁件切削加工模拟的若干关键技术,建立了适合薄壁件加工的三维螺旋刃刀具有限元模型及带悬壁板结构的薄壁工件有限元模型。利用该模型对航空铝合金7050-T7451进行了加工变形模拟,分析了切削过程中的切削力与让刀量的关系。为航空整体结构件局部变形(侧...

航空铝合金残余应力消除及评估技术研究

作者： 王秋成   来源： 浙江大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 应力消除   加工变形   应力控制   模锻件   有限元法   残余应力   板材   铝合金  

描述： 残余应力直接影响航空铝合金结构件的疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性与使用寿命，并导致后续机械加工过程中，由于材料内部的残余应力的释放，容易产生很大的加工变形。因此，研究航空铝合金残余应力控制与消除技术是极为重要的。本论文主要研究了以下几个方面

关于航空框类结构件铣削加工残余应力和变形机理的研究

作者： 王立涛   来源： 浙江大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 铣削加工   载荷步   回归正交实验法   加工变形   有限元法   弹塑性力学   构件   应力波效应  

描述： 该文,首先对引起切削加工变形的主要原因进行了分析,结合生产现场反馈的技术信息,确定以控制零件残余应力作为解决变形问题的突破口.从切削加工产生残余应力规律研究到零件内部原有残余应力因切削加工而重新分布规律的研究,详细分析了航空结构件因铣削加工而引起变形?

航空整体结构件加工过程的数值仿真

作者： 董辉跃   来源： 浙江大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 有限元模型   装夹   整体结构件   动态切削载荷   切屑成形   残余应力   双刃切削   淬火   加工变形   斜角切削   预拉伸   势力耦合   接力计算  

描述： 整体结构件的加工变形是困扰航空制造业的难题，许多变形大的整体结构件不得不增加校形工序。而校形工艺又比较“野蛮”化，时常有校裂报废现象，耽误了型号工程，经济损失巨大。本文在阐述整体结构件的国内外加工现状、产生变形原因的基础上，利用数值模拟分析、试验验证的手段研究了航空整体结构件加工过程中的各个阶段，包括毛坯的淬火、淬火残余应力的拉伸消除、切削过程机理和整体结构件的加工过程。 材料去除导致毛坯中的残余应力重新分布是引起加工变形的重要因素。为了得到整体结构件毛坯的初始状态，采用准耦合法对航空铝合金7075进行了淬火模拟，研究了该过程中温度的变化和残余应力的分布规律。进而，在忽略切削载荷的假设条件下对含有淬火残余应力的毛坯进行材料去除模拟。试验证明，模拟产生的比例件的变形与实际加工的比例件的变形非常近似，从而证明了毛坯的初始残余应力是引起整体结构件加工变形的主要因素，同时验证了准耦合淬火法的有效性。 通过淬火可以获得高强度、高韧性的铝合金，同时淬火后分布于毛坯中的残余应力幅值很大。为了消除毛坯的淬火残余应力，必须进行拉伸。所以在获得淬火毛坯的基础上，又进行了毛坯拉伸消除残余应力的数值模拟与分析...