大型回转体薄壁件加工变形仿真及切削参数优化研究

发布时间：2024-03-10 17:55

　　随着航空产品设计理念的不断更新,为了降低重量、提高结构强度,产品设计普遍向着大型复杂整体结构设计方向转变,出现了大量的大型薄壁结构零件。同时,航空武器装备越来越高技术化、智能化和一体化,对零件的加工精度要求也随之提高了。然而,大型薄壁件具有结构复杂、尺寸大和刚性差的特性,使其极易在加工中发生变形,无法满足加工精度的要求。因此,针对大型回转体薄壁件车削加工,开展加工变形有限元仿真和切削参数优化的研究,可以普遍适用于航空装备制造项目,有助于提高我国航空薄壁件的质量、性能和加工效率,具有较为广阔的应用前景。本文基于有限元分析预测大型薄壁件的加工变形,采用人工神经网络技术和优化技术相互结合的方法,实现多目标的切削参数优化,加以工艺实验修正与验证,建立了典型回转体薄壁件加工变形的有效控制策略,同时保证了薄壁件的加工精度要求和生产效率。具体研究工作如下:首先,运用ABAQUS有限元仿真软件,建立了航空铝合金7050-T7451材料切削加工三维热力藕合有限元模型,仿真模拟切削加工过程。分析了切削过程中切削力、温度场、应力及应变场模拟结果,研究了切削参数对切削力影响的基本规律,切削力实验表明仿真结果准...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1大型复杂薄壁结构零件从图中可知，回转体薄壁零件的尺寸大，直径可达到300-600mm，而壁厚很

图1.1大型复杂薄壁结构零件从图中可知，回转体薄壁零件的尺寸大，直径可达到300-600mm，而壁厚很薄，可达到1-3mm，加工易变性。本文对大型回转体薄壁件的精车加工阶段展开研究，将限元仿真方法、人工神经网络技术和优化技术，三者有机地结合起来，

图1.2加工变形影响因素（1）切削力的影响

如图1.2所示，其中切削加工过程中最主要的影响因素包括：切削力[26]、工件材料内部残余应力[27]、工件的装夹条件[28,29]等。

图2.1金属切削过程中的变形区示意图

图2.1金属切削过程中的变形区示意图曲线OMAO所包围的金属切削层区域内发挤压，从切削层OA面的切应力引起材料晶移动到OM面后被刀具切离，塑性变形逐渐

图2.3三维切削仿真装配约束和网格划分模型

图2.3三维切削仿真装配约束和网格划分模型切削仿真结果.1温度场分析

本文编号：3925146