弧形壁板反变形控制仿真技术研究

为了控制航天产品重量,需要对零件进行薄壁化设计,但弧形壁板在加工过程中容易产生变形。本文通过仿真手段对产品的辊轧工艺、切削加工进行分析,确定产品在制造过程中出现问题的原因。进而采用反变形的方法来控制壁板变形,通过仿真分析手段对反变形方案进行评估,研究了不同辊轧方案参数下产生的毛坯残余应力和毛坯几何外形,并分析不同的毛坯和残余应力造成的切削加工变形趋势,最终为反变形方案的优选提供数据支撑和评判依据。     

叶片型面加工颤振控制研究

航空发动机叶片存在壁薄、型面复杂的结构特点,在半精铣、精铣型面时,存在颤振现象,会导致变形.针对这一问题,对叶片型面加工颤振控制进行了研究.设计了浇铸头套工装,用于提高叶片毛坯质量和刚度,进而提高半精铣、精铣型面时的系统稳定性,有利于消除颤振影响.在浇铸完成后钻顶尖孔,用于消除铣加工引起的变形,提高叶片的加工质量和产品合格率.     

叶片精密加工弹性变形误差分析及规律研究

针对薄壁叶片螺旋铣削加工中的变形问题进行了分析研究.通过建立叶片螺旋铣削加工模型、力学变形分析模型,运用力学原理对叶片加工中的扭转和弯曲变形进行分析,建立了基于叶片刚度的变形数学模型,得到了叶片加工变形与叶片几何尺寸的关系,在此基础上通过定义叶片弯扭变形作用区域的划分方法,计算总结出了叶片变形的规律.螺旋铣试验结果表明,研究的弹性变形击噼与实际加工中的变形基本吻合,能够满足叶片加工补偿、数控编程等实际的工程要求.     

薄壁环形零件车削变形控制研究

由于受到加工变形的影响,薄壁环形零件的车削加工难以达到较高的精度.残余应力和车削应力是影响薄壁环形零件车削变形的主要因素,通过对薄壁环形零件进行车削变形控制研究,提出将分层车削和分段车削相结合,有效减小薄壁环形零件车削过程中的残余应力和车削应力,进而对车削变形进行较好的控制.通过某型航空发动机火焰筒外环车削加工验证,确...     

铝合金航空薄壁框铣削变形预测研究

铝合金航空薄壁框刚性差,铣削加工过程中极易产生加工变形,影响工件加工精度和生产成本。本文利用有限元方法,模拟分析了铣削力对航空薄壁框类零件加工变形的影响,从控制航空薄壁框铣削加工变形的角度出发,分析了不同框体尺寸航空薄壁框的铣削应力与加工变形情况,得到了加工变形规律。本研究可为预测和控制航空薄壁框类零件的加工变形提供方法和依据,对航空薄壁框类零件的结构设计、缩短研制周期和进一步提高生产率等都具有重要意义。     

基于装夹力监测的叶片类零件铣削残余应力变形感知预测

针对叶片类薄壁零件铣削加工装夹卸载后发生的残余应力变形难以准确预测的难题,提出了基于装夹力监测的残余应力变形感知预测方法。建立了残余应力变形感知预测的数学模型,对感知预测过程进行了数学表述;基于超静定结构理论提出了残余应力变形感知预测的求解方法,利用变形协调方程实现了基于装夹力变化的残余应力变形等效求解;分析了几种典型装夹形式的感知过程,提出了残余应力变形感知预测的实现步骤;搭建了残余应力变形感知预测试验平台,将叶片简化为薄板模型进行了铣削残余应力变形感知预测试验,试验结果表明,装夹卸载后残余应力变形感知预测值与实测值相比误差为13%,具有较好的一致性,从而验证了该方法的有效性。     

残余应力对加工变形的影响规律

为了研究材料去除过程中残余应力所引起的加工变形,采用试验测量和有限元模拟方法对含有已知残余应力情况的矩形板加工的变形规律进行了研究.试验与仿真结果表明,实测变形规律与有限元解获得极好的吻合,从而为提出减小变形的技术措施奠定了基础.     

不同残余应力调控方法对铝合金箱盖加工变形影响的研究

针对铝合金箱体加工后残余应力释放导致的零件变形与尺寸超差等问题,开展不同残余应力调控对加工变形影响的研究。本文分别利用频谱谐波法和高能超声法对零件的关键部位进行多次应力调控,削减加工过程中产生的残余应力,并分别利用盲孔法和超声波法对残余应力进行测量,得到调控后零件的残余应力减少量,最后以加工后零件变形量的多少来对比评价上述两种调控方法对零件变形的影响程度和对应力控制的优劣。     

航空结构件数控加工变形及其控制策略

航空结构件加工变形直接影响了结构件的高效、高精加工,这也是航空结构件加工制造所面临的挑战。在对航空结构件分类的基础上分析了航空结构件数控加工变形的机理,指出残余应力、切削力与切削热、工件装夹条件、切削走刀路径等直接影响了数控加工变形。对航空结构件数控加工变形实施控制,具体措施为控制残余应力、优化加工参数、优化走刀路径和优化装夹布局等,为航空结构件数控加工变形控制提供参考。     

复杂整体结构件数控加工变形分析与控制

本文针对复杂整体结构件数控加工变形问题,根据零件的结构特点,分析了粗加工和精加工过程中零件内部应力和外界装夹力对零件变形的影响.结合零件实际加工情况,提出了通过修正定位平面和定位基准来消除装夹力对零件变形的影响,以及通过时效方法减小内部应力再分布引起的零件变形.对于复杂整体结构件数控加工,结合先加工易变形处的加工方案进行变形控制,该方法在零件实际加工过程中具有广泛的应用意义.     

基于B样条的航空薄壁件加工变形预测与控制

针对开发航空薄壁件多点柔性工装系统的需求,研究了航空薄壁件多点柔性数控加工中的变形预测与控制问题。研究了利用有限元分析和Matlab编程建立B样条加工变形数学模型并进行预测的方法及高速铣削切削参数在线优化控制加工变形的原理和方法。研究结果表明:基于B样条曲面数学模型可对加工变形进行预测,切削参数的在线优化能够有效地控制加工变形。研究结果为有效地解决柔性工装的设计和制造提供了必要依据。     

基于克里金方法的6013铝合金多道次降温热压缩变形行为建模

为量化分析多道次降温热压缩变形过程中流变应力在加工参数影响下的变化规律,以实现对产品成型过程的合理控制,研究了6013铝合金的多道次降温热压缩变形行为;基于试验数据和克里金方法构建了该变形行为的模型。结果表明:在多道次降温热压缩变形过程中,变形温度对流变应力具有显著影响,流变应力随着变形温度的降低呈台阶状升高;基于克里金方法构建的多道次降温热压缩变形行为模型具有较高的预测精度与稳定性,能够很好地描述多道次热压缩变形过程。     

焊接残余应力引起铣削加工变形的研究

焊接过程会产生残余应力,铣削加工后焊接残余应力释放和重新分布对铣削变形产生很大影响.为了研究残余应力释放和重新分布规律,采用有限元方法以最小焊接残余应力作为初始应力对铣削加工进行了数值模拟,获得了焊接试验件铣削加工残余应力和变形,并对焊接残余应力释放和重新分布以及加工变形进行了分析.     

航空发动机薄壁叶片精密数控加工技术研究

加工变形是影响薄壁零件数控加工效率、精度和表面质量的关键性制约因素。本文针对航空发动机薄壁叶片精密数控加工中的变形问题 ,在分析钛合金叶片结构和工艺特点基础上 ,提出了叶片的精确定位方案、以及支撑叶片并控制弹性变形和残余应力变形的有效方法。通过五坐标数控编程和加工试验对新方法进行了验证。测试结果表明 ,采用新方法加工出的叶片满足设计性能要求 ,不但质量上优于传统制造工艺 ,而且制造成本显著降低、周期缩短 6 0 %以上     

薄壁叶片加工变形误差补偿

为了减少薄壁叶片在加工过程中叶片变形引起的加工误差,提出了一种重构叶片模型补偿加工误差的方法。通过构建端铣刀切削力的数学模型,求解叶片在加工过程中切削力的大小,应用材料力学理论和有限元理论分析加工过程中叶片的变形量,根据镜像对称补偿方法,获取新的叶片截面数据云图。应用NURBS曲线理论,反求出数据云图的NURBS曲线数学模型,通过改变权因子、控制顶点等因素,对新建的叶片数据云图进行优化,求解叶片汽道的光滑截面曲线,实现叶片重构。通过模拟加工验证,原叶片模型的最大加工误差在84μm左右,重构的叶片模型加工误差小于10μm,为提高叶片加工精度奠定了技术基础。     

汽轮机薄壁叶片加工变形预测及误差补偿

针对汽轮机薄壁叶片的加工过程进行简化,建立了叶片加工过程中的切削力模型,在此基础上借助ABAQUS有限元模拟软件对叶片加工变形进行分析,建立了叶片加工变形预测模型。基于反向误差补偿原理,对叶片变形进行了误差补偿。采用NURBS曲线理论对获取补偿后的叶片数据进行优化处理,重构叶片模型。经验证,新构建的叶片模型能够有效减小误差,提高加工质量,为汽轮机薄壁叶片零件提高加工精度及降低变形量提供了一种可参考的误差补偿方法。     

航空发动机薄壁叶片加工变形误差补偿技术研究

针对航空发动机薄壁叶片在数控加工中的变形问题,基于反变形思想,提出了叶片加工变形误差的多次补偿方法,并研究了误差补偿中的叶片补偿模型重构和光顺问题,最后,对多次补偿方法进行了实验验证.结果表明:通过采用多次误差补偿方法,能有效地提高叶片的加工精度,与传统补偿方法相比具有高效、辅助支撑少、可以预处理变形的优点.     

半转叶片推进器直翼叶片应力和变形分析

针对新型流体推进器,通过对叶片的运动学和流体动力分析,研究了作用在叶片上的面力和体力分布规律并导出了它们的计算公式;基于ANSYS环境,建立了一种直翼叶片的有限元模型,研究了非均匀面力的加载方法,获得了面力分布模型;对叶片应力和变形进行了计算与分析,计算结果揭示了直翼叶片的应力和变形分布规律,为优化叶片的结构和提高其强度、刚度提供了理论指导.     

精密车加工回弹变形研究

运用有限元技术对薄壁零件车削过程进行数值模拟,考察了主轴转速和进给率对加工应力的影响。并分析切削应力与回弹变形间的关系,为进一步深入研究回弹变形的控制问题提供参考。     

薄壁叶片加工变形模型预测与误差补偿

针对薄壁叶片在加工过程中易产生弹性变形的特点,根据材料力学理论和有限元理论,采用ABAQUS软件模拟了叶片加工过程中的变形量。通过设计正交实验,探讨了切削参数、刀具倾角以及薄壁叶片汽道弧面上加工位置对叶片变形的影响规律;采用线性回归的分析方法,建立了薄壁叶片汽道弧面加工过程中变形量与各个因素之间的预测模型。然后根据镜像误差补偿原理,对叶片进行误差补偿,建立新的叶片模型。研究表明:薄壁叶片变形量随着主轴转速、Y距离的增加而减小,随着进给速度、切削深度、加工倾角和X距离的增加而增加;以新建的叶片模型获取的加工代码,在相同的加工条件下,能够提高叶片的加工精度。