航空整体结构件加工变形有限元模拟关键技术研究

论文摘要

航空整体结构件的数控加工变形是航空制造技术中影响加工精度与质量的关键因素,严重地阻碍了航空制造业的发展。因此,实现航空整体结构件加工变形的预测和控制具有重大的理论意义和工程应用价值。鉴于问题的复杂性,本文采用理论建模和软件分析相结合的方法,对航空整体结构件的数控加工变形进行了研究。经过分析刀具与工件在实际加工中的位置关系,将刀具的平行运动与旋转运动进行合成,利用有限元平台ABAQUS软件,结合工件材料性能参数,建立了刀具次摆线运动的铣削有限元模型。在保证计算精度的前提下,为了减少模拟的时间,使用过渡网格划分技术对模型进行了优化处理。研究了在航空整体结构件铣削过程中铣削力的变化规律。通过应用新的铣削载荷加载过程与方法,研究了航空整体结构件在不同因素下铣削加工局部变形基本规律。通过设置相应的边界条件和加载动态阻尼,初步分析了铣削残余应力对整体加工变形的影响。对模拟结果进行验证表明有限元模型基本正确、模拟结果符合实际,为进一步开展航空整体结构件加工变形的预测和控制提供了依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究意义及背景
• 1.2 航空整体结构件铣削加工变形产生的原因
• 1.3 航空整体结构件铣削加工变形研究现状综述
• 1.3.1 航空整体结构件铣削加工铣削力研究现状
• 1.3.2 航空整体结构件铣削加工变形研究现状
• 1.4 研究内容
• 1.5 本章小结
• 第2章 航空整体结构件铣削力有限元模拟
• 2.1 引言
• 2.2 航空整体结构件铣削加工模型的构建
• 2.2.1 几何模型的构建
• 2.2.2 工件材料的本构模型
• 2.3 航空整体结构件铣削过程数值模拟
• 2.3.1 航空整体结构件铣削模拟参数
• 2.3.2 航空整体结构件铣削加工有限元模拟的实现
• 2.4 航空整体结构件铣削加工有限元模拟结果及分析
• 2.5 不同因素对航空整体结构件逆铣铣削力的影响
• 2.5.1 主轴转速对航空整体结构件逆铣铣削力的影响
• 2.5.2 进给速度对航空整体结构件逆铣铣削力的影响
• 2.5.3 径向切深对航空整体结构件逆铣铣削力的影响
• 2.5.4 轴向切深对航空整体结构件逆铣铣削力的影响
• 2.6 不同因素对航空整体结构件顺铣铣削力的影响
• 2.6.1 主轴转速对航空整体结构件顺铣铣削力的影响
• 2.6.2 进给速度对航空整体结构件顺铣铣削力的影响
• 2.6.3 径向切深对航空整体结构件顺铣铣削力的影响
• 2.6.4 轴向切深对航空整体结构件顺铣铣削力的影响
• 2.7 本章小结
• 第3章 航空整体结构件铣削加工局部变形分析
• 3.1 引言
• 3.2 航空整体结构件局部变形力学分析方法
• 3.3 局部变形有限元分析
• 3.3.1 模拟参数
• 3.3.2 局部变形有限元模型实现
• 3.4 局部变形有限元分析的研究方法
• 3.4.1 航空整体结构件局部变形的力学描述
• 3.4.2 航空整体结构件局部变形的有限元分析
• 3.5 不同因素对航空整体结构件局部加工变形的影响
• 3.5.1 轴向切深对航空整体结构件局部加工变形的影响
• 3.5.2 径向切深对航空整体结构件局部加工变形的影响
• 3.5.3 进给速度对航空整体结构件局部加工变形的影响
• 3.5.4 工艺筋间距对航空整体结构件局部变形的影响
• 3.6 航空整体结构件铣削加工局部变形模拟结果分析
• 3.7 本章小结
• 第4章 铣削残余应力对航空整体结构件的整体加工变形影响
• 4.1 引言
• 4.2 铣削残余应力对航空整体结构件的整体加工变形模拟技术
• 4.3 铣削残余应力对航空整体结构件的整体加工变形模拟结果及分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 附录Ⅰ不同因素对航空整体结构件变形的影响
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文