环形薄壁件加工变形分析及控制研究

发布时间：2017-06-21 01:09

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【摘要】：毛坯残余应力和切削力是导致环形薄壁零件加工变形的重要因素。本文以GH706高温合金环形薄壁件的切削加工为研究对象,借助理论分析、有限元数值模拟和试验研究等方法和手段,研究毛坯残余应力和铣削力对环形薄壁件加工变形的影响。本文主要研究工作如下:(1)基于铣削力试验,建立高温合金GH706铣削力经验公式,进而建立了环形薄壁零件铣削加工受力变形有限元预测模型,揭示了铣削力对环形薄壁件壁厚误差的影响。(2)采用有限元法、轮廓法和盲孔法对GH706高温合金环形毛坯的残余应力进行测试评估,将两种测试结果与有限元计算结果进行对比分析得到环形毛坯应力场的分布,并分析了环形薄壁件毛坯热处理残余应力的分布特点。(3)基于环形薄壁零件毛坯初始残余应力,采用有限元数值模拟技术,分析材料去除率对环形薄壁零件加工变形的影响;分析毛坯与环形薄壁零件相对位置的不同对环形薄壁零件加工变形的影响;分析环形薄壁件毛坯残余应力的大小对环形薄壁零件整体加工变形的影响。
【关键词】：环形薄壁件 残余应力 有限元仿真 铣削力 加工变形
【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】：2015
【分类号】：TG54
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 课题的研究背景与意义13-14
• 1.2 环形薄壁件加工变形的研究现状14-16
• 1.2.1 环形薄壁件的加工变形成因分析14-15
• 1.2.2 薄壁件加工变形的研究现状15-16
• 1.2.3 环形薄壁机匣加工变形的研究现状16
• 1.3 残余应力的研究现状16-19
• 1.3.1 环形薄壁零件残余应力的产生原因16-17
• 1.3.2 残余应力的测试方法17-19
• 1.3.3 残余应力的消除技术19
• 1.4 本文研究工作19-21
• 1.4.1 研究内容19-20
• 1.4.2 研究思路20-21
• 第二章 环形薄壁件壁厚误差分析21-32
• 2.1 铣削力测量实验21-24
• 2.1.1 试验条件21-23
• 2.1.2 试验方案23-24
• 2.2 GH706 铣削试验结果与分析24-27
• 2.2.1 铣削参数对铣削力的影响24-26
• 2.2.2 铣削力经验公式的建立26-27
• 2.3 环形薄壁件加工变形仿真分析与预测27-31
• 2.3.1 加工变形有限元仿真模型建立27-29
• 2.3.2 环形薄壁件加工变形的预测与分析29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章环形毛坯初始残余应力的评估32-48
• 3.1 环形毛坯残余应力测试方法的选择32-33
• 3.2 环形毛坯初始残余应力有限元仿真33-38
• 3.2.1 热处理数值模拟的热传导方程和边界条件33
• 3.2.2 热处理数值模拟有限元模型33-35
• 3.2.3 热处理模拟结果与分析35-38
• 3.2.3.1 热处理温度场模拟结果与分析35
• 3.2.3.2 热处理残余应力场模拟结果与分析35-38
• 3.3 轮廓法测量环形毛坯残余应力38-43
• 3.3.1 轮廓法的测量原理和测试方法38
• 3.3.2 切割与测试38-39
• 3.3.3 测量结果与分析39-40
• 3.3.4 应力分析40-43
• 3.4 盲孔法测量环形毛坯残余应力43-47
• 3.4.1 盲孔法测量原理43-44
• 3.4.2 盲孔法试验设备44
• 3.4.3 测量结果与分析44-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 环形薄壁件整体变形的预测与优化48-60
• 4.1 初始残余应力引起环形薄壁件变形的计算模型48-50
• 4.2 材料去除率对零件加工变形的影响50-53
• 4.2.1 有限元仿真初始条件50-51
• 4.2.2 不同材料去除率有限元仿真结果与分析51-53
• 4.3 毛坯相对于零件位置对零件加工变形的影响53-56
• 4.3.1 环形薄壁件毛坯结构优化仿真有限元建模54
• 4.3.2 环形毛坯结构优化仿真结果与分析54-56
• 4.4 初始残余应力大小对零件加工变形的影响56-59
• 4.4.1 环形薄壁件切削加工有限元模型的建立57
• 4.4.2 不同初始应力场有限元仿真结果与分析57-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 总结与展望60-62
• 5.1 总结60-61
• 5.2 展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文66

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1 陈W

本文编号：467311