基于残余应力的航空薄壁件加工变形分析

发布时间：2017-06-21 12:08

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【摘要】： 航空薄壁件结构复杂，精度要求高。残余应力及装夹应力容易使刚性差的薄壁件引起较大的加工变形，，而传统工艺难以使其达到精度要求。为了解决加工变形问题，本文首先建立了薄壁件残余应力分布模型及变形分析模型，并都进行了实验验证；其次还对薄壁件在几种典型装夹情况下的变形进行了仿真分析。因此本文对航空制造中薄壁件的加工具有较强的指导意义。本文具体研究内容如下： 1．建立了薄壁件基于残余应力场的静态力学模型。 2．验证了用宏观应力释放法测试三维残余应力分布的可行性。 3．从理论上分析并建立了薄壁件基于残余应力场的有限元动态加工模型和变形分析模型。 4．开发了薄壁结构件基于残余应力场的加工变形分析软件。 5．研究了薄壁件在几种典型装夹下的变形情况，并开发了基于装夹应力场的变形分析软件。
【关键词】：薄壁件 残余应力 力学模型 装夹 铝合金 控制 变形
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：V261
【目录】：

• 第一章 绪论8-15
• 1.1 薄壁件加工变形研究现状8
• 1.2 残余应力的分类8-9
• 1.3 残余应力的影响9-11
• 1.3.1 对金属材料静强度的影响10
• 1.3.2 对疲劳强度的影响10
• 1.3.3 对金属脆性的影响10
• 1.3.4 对应力腐蚀开裂的影响10-11
• 1.3.5 对构件尺寸稳定性的影响11
• 1.4 残余应力的消除和调整11-12
• 1.5 残余应力的应用12
• 1.6 课题研究依据和意义12-13
• 1.7 本文的研究范围及具体工作13-15
• 1.7.1 研究范围13-14
• 1.7.2 具体工作14-15
• 第二章 残余应力测试方法及试验研究15-29
• 2.1 残余应力测试技术现状15-16
• 2.2 小孔测试法16-20
• 2.2.1 小孔法测量原理16-17
• 2.2.2 小孔法测量方法17-20
• 2.3 X射线衍射法20-22
• 2.3.1 X射线法测量原理20-21
• 2.3.2 X射线测量方法21-22
• 2.4 剥层法实验研究22-29
• 2.4.1 剥层法测量原理22-23
• 2.4.2 剥层法测量方法23-24
• 2.4.3 剥层法实验方法与结果处理24-29
• 第三章 残余应力有限元分析及试验研究29-39
• 3.1 有限元技术的应用概述29-30
• 3.2 有限元变形分析中残余应力的算法30-32
• 3.2.1 三维残余应力30-31
• 3.2.2 施加残余应力的有限元算法31-32
• 3.3 有限元加工变形分析过程32-34
• 3.4 有限元变形分析实验验证34-39
• 3.4.1 实验验证方法34-36
• 3.4.2 实验变形与有限元分析结果比较36-39
• 第四章 基于残余应力的变形分析软件的开发39-46
• 4.1 开发平台39
• 4.2 总体设计39-41
• 4.3 集成设计41-42
• 4.4 运行实例42-46
• 第五章 装夹应力有限元分析及软件开发46-57
• 5.1 压板装夹46-49
• 5.1.1 压板夹紧装置46
• 5.1.2 薄壁件压板夹紧的有限元分析实例46-47
• 5.1.3 平板试件压板装夹有限元分析实例47-49
• 5.2 螺栓螺母装夹49-50
• 5.2.1 螺栓螺母夹紧装置49
• 5.2.2 薄壁件螺栓螺母夹紧的有限元分析实例49-50
• 5.3 真空吸附装夹50-52
• 5.3.1 真空夹紧装置50-51
• 5.3.2 薄壁件真空装夹的有限元分析实例51-52
• 5.4 智能装夹52-55
• 5.4.1 装夹分析流程52-53
• 5.4.2 装夹原则53-54
• 5.4.3 装夹方案的评价准则54-55
• 5.5 基于装夹应力的有限元分析软件运行实例55-57
• 第六章 总结与展望57-59
• 6.1 总结57-58
• 6.2 展望58-59
• 致谢59-60
• 攻读硕士学位期间发表的主要论文60-61
• 参考文献61-62

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 郭魂;航空多框整体结构件铣削变形机理与预测分析研究[D];南京航空航天大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 耿世民;薄壳件高性能数控加工关键技术研究[D];沈阳建筑大学;2011年

2 毛文亮;薄壁零件高速铣削振动与变形研究[D];兰州理工大学;2011年

3 周小兵;精密薄壁零件装夹变形的分析与控制研究[D];南京航空航天大学;2006年

4 陈占晖;高速铣削过程建模与仿真[D];南京理工大学;2006年

5 袁琪;某环型零件加工精度及其关键技术的研究[D];沈阳航空工业学院;2007年

6 卫董程;难加工框体结构件高效精密加工机理与技术[D];南京理工大学;2007年

7 刘焕军;转向架侧梁焊接残余应力与变形的研究[D];西南交通大学;2012年

8 缪海平;高强铝合金板淬火及残余应力研究[D];太原科技大学;2012年

9 刘锡鑫;大型铝合金整体结构件的加工变形分析[D];大连交通大学;2012年

10 张盈彬;中厚板焊接残余应力与焊接变形的测量试验研究[D];华中科技大学;2012年

  本文关键词：基于残余应力的航空薄壁件加工变形分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：468604