薄壁件残余应力变形仿真预测与切削参数优化

针对薄壁件铣削残余应力变形难以准确预测的问题,提出了一种仿真预测方法,并在此基础上研究了薄壁件铣削切削参数优化方法。首先,提出了基于工况映射与薄壳应力贴合的残余应力变形仿真预测方法,实验结果表明该方法能够有效预测薄壁件的加工残余应力变形。在此基础上,利用支持向量回归机建立了基于切削参数的残余应力变形响应预测模型;然后,根据所建立的预测模型,采用遗传算法,以残余应力变形为约束、最大加工效率为目标对工艺参数进行优化。结果分析表明,该优化方法获得了最优的加工参数。     

基于RBF神经网络的航空叶片铣削残余应力预测

为了获得航空叶片精密铣削中的残余压应力,引入径向基函数神经网络对GH4169叶片铣削残余应力进行预测。以刀轴侧倾角、铣削速度和每齿进给量为设计因子开展球头刀铣削实验,采用X射线法测试残余应力;采用实验样本对径向基函数神经网络进行训练,获得残余应力的径向基函数模型,并与传统的多元线性回归模型与BP神经网络进行对比,结果表明径向基函数模型的预测精度最高。分析工艺参数对铣削残余应力的交互影响规律,结果表明铣削残余应力与3个工艺因子之间存在高度的非线性映射关联。所提出的径向基函数模型有望为航空叶片铣削工艺优化奠定理论基础。     

工程陶瓷磨削表面残余应力的数学模型

作为特殊的硬脆工程材料，陶瓷零件的断裂强度和韧性对表面应力状态异常敏感，建立相应的数学模型是研究残余应力的理论基础。本文阐述了陶瓷材料在磨削过程中的弹塑性变形数学模型，建立了磨削温度模型，介绍了利用磨削参数进行编码的二次回归模型，从而为预测和控制残余应力数值及性质提供指导。     

面向7B04铝合金壁板的残余应力分析与变形控制

分析毛坯初始残余应力释放与再平衡的关系与模型,通过裂纹柔度法测量和推导7B04铝合金毛坯板材残余应力分布状态,基于其应力曲线分布特征,应用ABAQUS有限元仿真法预测壁板零件的加工变形趋势,结合试件实际工况下加工变形情况,验证毛坯残余应力对零件加工变形的影响,提出优化零件在毛坯中的位置或适当增加毛坯厚度的方式控制零件加工变形;同时,应用X射线衍射法测量零件加工过程中表面残余应力状态,从而优化切削参数和刀具路径以减小切削加工引入的残余应力。     

薄壁环预应力外圆车削加工参数优化

采用单一因素分析方法对薄壁环类工件进行切削实验,分析切削速度、进给量和夹紧力大小对残余应力分布的影响规律,并建立残余应力分布关键特征值的多元二次回归模型。结合工件解析变形量,建立以切削速度、进给量和夹紧力为优化变量,以影响工件质量的残余应力分布和影响成品率的变形量为目标的加工工艺参数优化模型,利用MATLAB基于遗传算法多目标优化函数实现优化模型求解,得到满足多目标平衡的最优解集,为实际生产加工提供多目标条件下最优加工参数。研究结果表明:表面残余应力受切削参数影响更为显著,最大残余压应力则主要受装夹预应力影响。较优加工参数为:预紧扭矩值为160 N·m、进给量为0. 05 mm/r、切削速度为83 m/min。     

基于盘铣加工钛合金表面残余应力的工艺参数优化

为探索低速盘铣钛合金时铣削参数与加工表面残余应力的关系,设计完成了铣削速度、切削深度、进给速度三因素三水平的正交实验。实验结果表明,在所选用切削参数范围内,已加工表面残余应力均表现为压应力,铣削速度的变化对其影响最显著,进给速度次之,切削深度影响最小。提出将支持向量机回归技术应用于工艺参数优化,建立了盘铣加工钛合金表面残余应力的支持向量机模型,并通过实验以及与指数型回归经验模型的对比,验证了该方法的实用性和合理性。     

7075-T651铝合金车削表面残余应力模拟及参数优化

采用有限元软件对7075-T651铝合金干切削过程进行模拟,获得在不同影响因素下的工件表面残余应力值。然后对仿真结果进行方差分析,得到切削速度、进给量和背吃刀量对工件表面残余应力的影响情况,并通过线性回归方法建立切削表面残余应力的数学模型。建立以较小残余压应力和最大材料去除率为目标函数的双目标优化模型,应用matlab多目标遗传算法工具箱对模型进行寻优求解,获得优化后的铝合金车削的切削参数,为其在实际切削加工中选择合理的切削参数提供了参考依据。     

钛合金螺栓根部圆角滚压强化的工艺参数仿真研究

针对TC4钛合金高精度螺栓根部圆角滚压强化技术的工艺参数开展仿真研究。根据滚压工艺建立螺栓根部圆角滚压强化的有限元仿真模型，获得了应力分布云图；以螺栓根部圆角的残余应力积分中值为主要研究对象，确定了应力提取路径。采用正交分析方法对滚压过程进行数值仿真，并利用结果分析不同工艺参数对残余应力大小的影响。建立残余应力积分中值-工艺参数的数学回归模型，并进行参数优化。最后，在优化结果的基础上，分别针对滚压转速、时间、摩擦因数和滚压力进行仿真试验，研究参数变化对残余应力的影响，并分析产生影响的原因。该研究结果可以为钛合金螺栓根部圆角的滚压强化工艺提供理论指导和技术支撑。     

加工表面残余应力的有限元—应力松弛联合建模及预测分析

针对切削加工表面残余应力有限元模型预测效率低、解析预测模型互换性不强的问题,提出切削有限元模型和应力松弛解析模型的联合建模预测。基于有限元仿真模拟切削加工过程获取已加工表面的应力、应变及温度等基础物理变量,通过应力松弛解析模型计算残余应力,通过H13热作模具钢直角切削实验和有限元仿真验证预测模型,基于联合模型分析了不同刀具几何参数对残余应力分布的影响规律和显著性。结果表明,该模型能高效、低成本、高精度地预测沿工件表面深度的残余应力分布。本研究对促进残余应力预测方法的发展有一定的参考价值。     

高档数控机床基础件低应力制造特性的研究

围绕高档数控机床基础件的低应力制造问题,研究了残余应力的分布规律,提出从优化制造过程工艺参数出发的降低残余应力方法.明确了铸造、机加工是两个对残余应力的产生起主导作用的工艺环节,采用有限元法对某加工中心床身进行了残余应力分析,得出了该床身在铸造与机加工环节的残余应力大小及分布情况.据此优化铸造残余应力振动时效处理的工艺...     

M50NiL材料复合化学热处理后残余应力的预测

为了预测渗层中残余应力的分布状态,选用不同工艺参数对M50Ni L材料进行复合化学热处理,分析不同工艺参数下渗层的硬度梯度及残余应力,研究硬度梯度与残余应力的关系,建立残余应力的预测模型。经过残余应力的测定,验证了该模型的准确性。     

基于GA-BP神经网络的PDC刀头钎焊残余应力优化分析

针对PDC硬质合金基底与45钢焊后残余应力对刀头钎焊强度的影响,在对钎焊残余应力进行有限元分析的基础上,利用MATLAB平台,将BP神经网络与遗传算法应用于钎焊参数优化设计。首先设计正交试验样本,对样本进行有限元模拟获得最大钎焊残余拉应力,并作为基于遗传算法优化的BP神经网络的导师信号;利用遗传算法,把减小最大残余拉应力作为目标,得到钎焊最优参数;最后通过数值仿真验证,计算数值模拟结果与遗传算法预测结果相吻合。     

LY12硬铝合金高速切削加工残余应力的研究

对LY12硬铝合金在高速切削加工过程中出现的高度非线性问题,采用有限元软件心US对切削过程进行仿真,得到了高速切削加工过程中的残余应力分布。讨论了高速切削加工过程中影响残余应力分布的几个关键因素：切削速度、背吃刀量、刀尖圆角半径,从而为以后获得基于残余应力的刀具参数优化方案提供了依据。     

LY12硬铝合金高速切削加工残余应力的研究

对LY12硬铝合金在高速切削加工过程中出现的高度非线性问题,采用有限元软件ABAQUS对切削过程进行仿真,得到了高速切削加工过程中的残余应力分布。讨论了高速切削加工过程中影响残余应力分布的几个关键因素:切削速度、背吃刀量、刀尖圆角半径,从而为以后获得基于残余应力的刀具参数优化方案提供了依据。     

GH4169铣削残余应力研究及工艺参数优化

GH4169材料在航空、航天热端部件的制造中应用较多,为了改善GH4169材料的工件疲劳寿命、提高加工效率,文章设计了GH4169铣削工艺参数与工件表面残余应力之间的正交试验。通过试验,建立了铣削参数与铣削表面残余应力之间的经验公式,分析了铣削参数对铣削表面残余应力的影响规律。另外,应用遗传算法,以铣削表面残余应力、材料切除率的期望值为优化目标,对铣削参数进行了多目标优化,并对优化结果进行了试验验证。结果表明：切削速度对X、Y向残余应力的影响是最主要的,每齿进给量对于X向残余应力的影响次之,对于Y向残余应力的影响最小;切削深度对于X向残余应力的影响最小,对于Y向残余应力的影响次之;较小的切削速度和较大的每齿进给量有利于获得期望的表面残余应力,切削深度的变化对残余应力的影响较小;优化的铣削参数组合为：vc=26.64 m/min,ap=0.45 mm,fz=0.10 mm/z,ae=0.25 mm,可以降低GH4169材料表面残余拉应力,提高切削效率,为GH4169零件铣削参数的选取提供依据。     

微铣削高温合金GH4169表面残余应力分析与预测优化

运用ABAQUS有限元软件对硬质合金立铣刀微铣削高温合金GH4169进行仿真,建立了三维微铣削有限元模型,分析了主轴转速、每齿进给量、轴向切削深度的改变对工件逆铣侧面残余应力的影响。分析结果表明:工件表面残余应力随着主轴转速的增大而增大;因刀刃半径的存在和尺寸效应的作用,残余应力随每齿进给量的增大先增大后减小;残余应力随铣削深度的增大而增大。最后运用神经网络群遗传算法以最小残余应力为目标对残余应力进行了预测和切削参数优化,得到了基于最小残余应力的最佳切削用量组合。     

酚醛树脂基玻璃纤维预浸带缠绕圆筒工艺参数优化

相较于传统的复合材料成型方法,预浸带缠绕技术凭借其独特的成型特点已发展成为筒形类构件重要的制造手段。缠绕过程中,多种工艺参数耦合作用,不可避免地使制品存在残余应力,继而引起不同形式的制品缺陷。基于此,针对预浸带缠绕圆筒工艺进行分析,以缠绕张力、缠绕温度及缠绕速度为参数变量,并采用Box-Behnken方法进行实验设计;同时,利用二次多项式回归模型建立制品残余应力与输入参数之间的映射模型,并通过方差分析验证了模型的可靠性及有效性,继而讨论了工艺参数耦合对残余应力的影响规律;最后采用响应面法对获得最优工艺参数组合进行实验,实验结果表明最小残余应力为22.52 MPa,最大预测误差为6%,结果满足工程要求。     

EA4T车轴车削工艺参数与表面残余应力的关系

车轴表面的应力状态是决定车轴的使用寿命和机车运行可靠性的关键因素之一,工艺参数对车轴表面应力状态产生重要影响。通过EA4T车轴车削正交试验与单因素试验,研究了工艺参数各因素如切削速度、进给速度、切削深度等对表面残余应力影响规律,揭示了工艺参数与表面残余应力分布关系之间的内在机制,提出了可以反映拉应力和压应力状态的残余应力综合预测模型。研究结果表明:残余应力预测模型对残余应力的产生起到较好的预测效果,与试验结果基本吻合。工艺参数中进给速度对表面残余应力作用最为显著,随进给速度增加,表面残余应力显著增大;其次为切削深度,在一定范围内,随切削深度增加表面残余应力逐渐减小;切削速度对残余应力影响呈波动变化。     

注塑制品残余应力数值模拟的研究

通过预测和优化注塑成形中的残余应力，可以提高注塑制品最终形状的尺寸稳定性和力学性能。采用线性粘弹性模型，计算了无定形热塑性材料在成形过程中由温度和压力引起的残余应力。该模型可以较好地反映成形过程中的应力松弛现象和保压压力对残余应力的影响。通过采用在时间上进行差分和在厚度方向进行分层处理的方法，结合注塑成形中的特定边界条件，建立了残余应力的数值计算方法，并采用该方法模拟计算了典型注塑件的残余应力。结果表明：在脱模时刻，制品的表层有着较大的拉应力，袁层以下存在着一个应力低谷，在制品中间区域存在着抛物线形的应力分布。     

成形磨齿齿面残余应力测量与预测方法研究

成形磨齿通常是齿轮切削加工的最后一道工序,磨后齿面残余应力对齿轮的服役性能与寿命影响显著。传统基于X射线衍射方法的齿轮残余应力测量方法并未考虑齿面特殊几何特性,导致测量精度低。此外,磨齿工艺参数与磨前齿面状态对磨齿残余应力的影响规律不清。因此,本文提出一种考虑齿轮特殊几何特性的齿面残余应力测量方法与辅助工装夹具,并建立基于磨齿工艺参数的齿面残余应力预测模型,最后探讨了磨前齿面残余应力对磨后残余应力的影响。本文为非平面残余应力的测量提出了新方法,所提的齿面残余应力预测方法能够指导实际生产。