铝合金淬火厚板应力场分布及其对加工变形影响的研究

发布时间：2017-11-02 05:20

  本文关键词：铝合金淬火厚板应力场分布及其对加工变形影响的研究

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【摘要】：高性能铝合金材料是航天航空结构件和武器装备制造的关键材料。为提高此种合金的综合性能,需要对其进行固溶淬火等热处理工艺,而淬火过程中由于厚板表面和芯部收缩不一致,导致其内部产生残余应力,使得厚板在加工成为薄壁构件时产生了变形,影响了构件的使用性能。因此,研究铝合金厚板淬火残余应力场以及厚板铣削加工后的应力分布特点和形变特征,对控制厚板加工变形具有重要的意义。论文对7075铝合金厚板淬火-铣削过程进行了仿真和实验研究,分析讨论了厚板-薄壁构件的应力场与形变特征,研究工作如下：1.利用有限元分析软件MSC. Marc,建立了7075铝合金厚板的热温度场、内应力场、以及铣削加工的仿真模型,得到了铝合金厚板的淬火应力场分布情况和薄壁构件的仿真应力分布特点以及形变特征。2.根据层削法数学模型和X-Ray表面应力测试,结合仿真获得的厚板淬火应力场分布特点建立了铝合金淬火厚板体应力场函数,并进行了实验验证。3.基于弹塑性力学理论建立了构件弯曲力学模型,分析研究了厚板加工前后的形变特征,并提出控制构件加工变形的措施。以上研究,对控制厚板加工变形工艺的研究具有一定的指导意义,为后期薄壁构件应力场数学模型的构建打下了基础。
【关键词】：铝合金厚板 体应力场 铣削加工 形变特征 薄壁构件
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG166.3;V261
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 应力测试方法与研究现状11-15
• 1.3 厚板加工变形研究现状15-17
• 1.3.1 厚板残余应力数值模拟研究现状15-16
• 1.3.2 厚板加工变形的国内外研究现状16-17
• 1.4 论文结构17-19
• 第2章 铝合金厚板淬火-铣削加工有限元建模19-31
• 2.1 铝合金厚板淬火仿真建模19-23
• 2.1.1 基本假设条件19
• 2.1.2 厚板淬火有限元模型的构建19-22
• 2.1.3 厚板淬火应力区域的划分22-23
• 2.2 材料应力-应变的弹性关系23-27
• 2.2.1 本构方程23-24
• 2.2.2 弹性力学问题的求解24-27
• 2.3 厚板铣削仿真建模27-29
• 2.3.1 基本假设条件27
• 2.3.2 铣削仿真建模27-29
• 2.3.3 构件薄壁变形分析29
• 2.4 本章小结29-31
• 第3章 厚板淬火体应力场函数的建立31-42
• 3.1 层削法的数学模型31-32
• 3.2 厚板淬火仿真结果分析32-34
• 3.2.1 表面应力分布33-34
• 3.2.2 内部应力分布34
• 3.3 淬火厚板体应力场函数的构建34-37
• 3.3.1 表面应力函数的建立35-36
• 3.3.2 能量平衡原理的应用36-37
• 3.4 实验研究37-41
• 3.4.1 表面应力测定实验37-38
• 3.4.2 层削法实验38-39
• 3.4.3 实验结果研究39-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 薄壁构件的应力继承与形变特征42-55
• 4.1 薄壁构件的弯曲力学模型42-44
• 4.2 铣削仿真结果分析44-49
• 4.2.1 薄壁构件仿真模型的应力场分布特点44-47
• 4.2.2 薄壁构件仿真模型的形变特征分析47-49
• 4.3 铣削实验研究49-54
• 4.3.1 实验方案49-50
• 4.3.2 实验过程50-51
• 4.3.3 实验结果分析51-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 结论与展望55-57
• 5.1 结论55
• 5.2 展望55-57
• 参考文献57-61
• 致谢61-62
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果62

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 文献军;;铝合金价格走势及对航空制造业的影响[A];2006年中国航空工业产业链发展论坛会议论文集[C];2006年

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本文编号：1130164