铝合金薄壁件表面应力的逐层表征及在变形描述中的应用
发布时间：2021-03-23 04:11
由于铝合金薄壁构件存在材料去除率高、壁薄和尺寸大等特点,其在铣削加工过程中受到毛坯初始内应力和加工应力的影响,制备成形后构件形状会出现变形问题,而影响装配使用,是航空制造领域亟需解决的难题之一。因此研究铝合金薄壁结构件表面应力测试方法及表面应力对薄壁件变形的影响,对薄壁构件的工程应用有重要的意义。本文以7075-T651为研究对象,分析其铣削加工和喷丸表面处理后的表面应力特征,提出表面应力等效简化模型,以数学解析方法对铝合金薄壁构件变形进行描述,最后通过实验进行验证,具体研究工作如下:1、提出了运用改进逐层钻孔法表征薄壁件表面应力。基于材料存在的各向异性特征,在原有力学模型基础上以弹性模量作为衡量材料各向异性影响的修正因素,完善计算模型,并运用有限元计算获得特定校准系数。该方法不受材料微观组织变化的影响,能细化描述材料表层应力分布。2、分析实验测得的薄壁件应力场,根据其表-里应力分布特征,提出表面应力等效简化模型,并运用有限元仿真软件MSC.Marc模拟薄壁构件的铣削加工,验证了简化模型可行性。3、完成了表面应力等效简化模型对薄壁构件变形的计算分析,理论结果与实测结果吻合较好。同时,分...
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１Ｃ９１９大型客机??Ｆｉｇ．?１．１?Ｃ９１９?Ｌａｒｇｅ?ｐａｓｓｅｎｇｅｒ?ａｉｒｃｒａｆｔ??
在铣削加工过程中受到毛坯厚板残余应力和加工产生的加工应力影响，在材料去??除时，这些应力发生变化使得薄壁构件产生变形，这一问题己经制约了铝合金薄??壁整体构件在航空航天工业上的使用［１４］。图１．２为铝合金薄壁构件铣削加工后产??生的弯曲变形。??國??图１．２铝合金薄壁构件变形??Ｆｉｇ．?１．２?Ａ１?ａｌｌｏｙ?ｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ?ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ??铝合金薄壁构件的铣削加工问题已经变成困扰其在航空工业中发展的关键??技术难题之一［？１９］。铝合金薄壁构件加工产生的变形不但使其达不到使用要求，??还浪费了大量的人力、物力。但由于缺乏理论指导，生产过程中加工变形经常发??生，变形校正也普遍依靠经验。所以为了减小铣削加工过程的变形，给后期的校??正提供理论指导，开展铝合金薄壁构件应力对影响的研究是有着重要意义的。??１．２表面应力表征方法??残余应力是指物体没有外力作用的情况下，残留在物体内部自相平衡的一种??内应力。在进行各种机械加工和强化工艺时，构件受到各种因素的影响，其内部??将会产生不同程度的应力。当这些影响因素消失时，构件产生的应力仍然会有部??分残留下来
中南林业科技大学硕士学位论文?错合金薄壁件表面应力的逐层表征及在变形描述中的应用??面应力和厚板初始残余应力，分析其分布特征构建表面应力等效简化模型。再用??应力简化模型进行数学分析，描述表面应力对薄壁构件变形的影响。??３、通过实验对表面应力对变形的描述进行验证，最后考虑各种误差，计算??出总的不确定度。??１．５论文结构??＇一＂??
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金薄壁件加工变形的力学模型构建与分析[J]. 廖凯,张萧笛,车兴飞,陈辉,龚海. 哈尔滨工业大学学报. 2018(05)
[2]减少航空发动机铝合金零部件加工变形的措施[J]. 周成. 科技资讯. 2017(20)
[3]飞机用7B04铝合金缝隙腐蚀试验及仿真研究[J]. 王晨光,陈跃良,张勇,卞贵学. 装备环境工程. 2017(03)
[4]用逐层钻孔的小孔法测量非均匀残余应力[J]. 郑建毅,庄明凤,郑高峰,何闻. 振动.测试与诊断. 2014(03)
[5]纵向切条法在热轧高强钢带残余应力测试中的应用[J]. 王晓东,王文广,李飞,阳代军,金永春. 物理测试. 2013(05)
[6]X射线衍射法测试轧板表面残余应力[J]. 王颖,胡小军,张荣,李丽敏. 理化检验(物理分册). 2012(05)
[7]飞机、轨道车辆和船舶的用铝趋势[J]. 苏鸿英. 世界有色金属. 2010(04)
[8]铝合金厚板残余应力测试方法有效性分析[J]. 龚海,吴运新,廖凯. 材料工程. 2010(01)
[9]预拉伸对7075铝合金厚板残余应力分布的影响[J]. 龚海,吴运新,廖凯. 材料热处理学报. 2009(06)
[10]残余应力的本质及其调整[J]. 程晓宇,王晓梅. 全面腐蚀控制. 2009(07)
博士论文
[1]铝合金厚板内应力演变规律及残余应力场评估模型研究[D]. 龚海.中南大学 2011
[2]铝合金厚板淬火—预拉伸内应力形成机理及其测试方法研究[D]. 廖凯.中南大学 2010
[3]航空铝合金残余应力及切削加工变形研究[D]. 唐志涛.山东大学 2008
[4]铣削加工过程物理仿真及其在航空整体结构件加工变形预测中的应用研究[D]. 毕运波.浙江大学 2007
[5]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[D]. 王立涛.浙江大学 2003
[6]铍材X射线残余应力无损测定原理和方法[D]. 陈玉安.重庆大学 2002
硕士论文
[1]航空铝合金薄壁框架件应力—变形预测函数的构建[D]. 张萧笛.中南林业科技大学 2018
[2]17Cr2Ni2Mo钢喷丸强化研究[D]. 朱晨.上海交通大学 2011
[3]铝合金薄壁件高速铣削加工工艺优化[D]. 张自平.吉林大学 2007
[4]高速铣削铝合金切削温度的研究[D]. 阎海鹏.南京理工大学 2004
本文编号：3095106
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１Ｃ９１９大型客机??Ｆｉｇ．?１．１?Ｃ９１９?Ｌａｒｇｅ?ｐａｓｓｅｎｇｅｒ?ａｉｒｃｒａｆｔ??
在铣削加工过程中受到毛坯厚板残余应力和加工产生的加工应力影响，在材料去??除时，这些应力发生变化使得薄壁构件产生变形，这一问题己经制约了铝合金薄??壁整体构件在航空航天工业上的使用［１４］。图１．２为铝合金薄壁构件铣削加工后产??生的弯曲变形。??國??图１．２铝合金薄壁构件变形??Ｆｉｇ．?１．２?Ａ１?ａｌｌｏｙ?ｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ?ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ??铝合金薄壁构件的铣削加工问题已经变成困扰其在航空工业中发展的关键??技术难题之一［？１９］。铝合金薄壁构件加工产生的变形不但使其达不到使用要求，??还浪费了大量的人力、物力。但由于缺乏理论指导，生产过程中加工变形经常发??生，变形校正也普遍依靠经验。所以为了减小铣削加工过程的变形，给后期的校??正提供理论指导，开展铝合金薄壁构件应力对影响的研究是有着重要意义的。??１．２表面应力表征方法??残余应力是指物体没有外力作用的情况下，残留在物体内部自相平衡的一种??内应力。在进行各种机械加工和强化工艺时，构件受到各种因素的影响，其内部??将会产生不同程度的应力。当这些影响因素消失时，构件产生的应力仍然会有部??分残留下来
中南林业科技大学硕士学位论文?错合金薄壁件表面应力的逐层表征及在变形描述中的应用??面应力和厚板初始残余应力，分析其分布特征构建表面应力等效简化模型。再用??应力简化模型进行数学分析，描述表面应力对薄壁构件变形的影响。??３、通过实验对表面应力对变形的描述进行验证，最后考虑各种误差，计算??出总的不确定度。??１．５论文结构??＇一＂??
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金薄壁件加工变形的力学模型构建与分析[J]. 廖凯,张萧笛,车兴飞,陈辉,龚海. 哈尔滨工业大学学报. 2018(05)
[2]减少航空发动机铝合金零部件加工变形的措施[J]. 周成. 科技资讯. 2017(20)
[3]飞机用7B04铝合金缝隙腐蚀试验及仿真研究[J]. 王晨光,陈跃良,张勇,卞贵学. 装备环境工程. 2017(03)
[4]用逐层钻孔的小孔法测量非均匀残余应力[J]. 郑建毅,庄明凤,郑高峰,何闻. 振动.测试与诊断. 2014(03)
[5]纵向切条法在热轧高强钢带残余应力测试中的应用[J]. 王晓东,王文广,李飞,阳代军,金永春. 物理测试. 2013(05)
[6]X射线衍射法测试轧板表面残余应力[J]. 王颖,胡小军,张荣,李丽敏. 理化检验(物理分册). 2012(05)
[7]飞机、轨道车辆和船舶的用铝趋势[J]. 苏鸿英. 世界有色金属. 2010(04)
[8]铝合金厚板残余应力测试方法有效性分析[J]. 龚海,吴运新,廖凯. 材料工程. 2010(01)
[9]预拉伸对7075铝合金厚板残余应力分布的影响[J]. 龚海,吴运新,廖凯. 材料热处理学报. 2009(06)
[10]残余应力的本质及其调整[J]. 程晓宇,王晓梅. 全面腐蚀控制. 2009(07)
博士论文
[1]铝合金厚板内应力演变规律及残余应力场评估模型研究[D]. 龚海.中南大学 2011
[2]铝合金厚板淬火—预拉伸内应力形成机理及其测试方法研究[D]. 廖凯.中南大学 2010
[3]航空铝合金残余应力及切削加工变形研究[D]. 唐志涛.山东大学 2008
[4]铣削加工过程物理仿真及其在航空整体结构件加工变形预测中的应用研究[D]. 毕运波.浙江大学 2007
[5]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[D]. 王立涛.浙江大学 2003
[6]铍材X射线残余应力无损测定原理和方法[D]. 陈玉安.重庆大学 2002
硕士论文
[1]航空铝合金薄壁框架件应力—变形预测函数的构建[D]. 张萧笛.中南林业科技大学 2018
[2]17Cr2Ni2Mo钢喷丸强化研究[D]. 朱晨.上海交通大学 2011
[3]铝合金薄壁件高速铣削加工工艺优化[D]. 张自平.吉林大学 2007
[4]高速铣削铝合金切削温度的研究[D]. 阎海鹏.南京理工大学 2004
本文编号：3095106
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