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基于材料内部残余应力释放的加工变形仿真实验研究

来源:机械设计与制造??作者:李淑君 万晓航

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  1 引言

  大型整体结构件替代装配结构件,可以明显提高装配精度,提高产品的质量和性能,减少事故的发生,因此,越来越多的大型整体结构件得到了应用,特别是在航空航天设备中,如飞机的整体框、梁、腹板和大的接头等零件[1]。但是,大型整体结构件尺寸较大,结构复杂,精度要求高,加工难度较大,切削量大,刚性差,加工后因工件毛坯内部残余应力的释放,导致了零件变形,同时也影响着产品的生产进度[2]。

  切削过程的仿真在国内外已经获得了成功的应用,但从整体研究来看,大多集中于二维切削的研究[3],这在一定程度上为实际生产提供了理论依据。近年来随着计算机硬件和计算软件的不断发展以及有限元理论的逐渐完善,为进一步仿真研究三维切削加工打下了基础。

  在弹塑性理论的基础上建立了三维铣削仿真加工变形场的有限元分析模型,通过有限元仿真技术研究毛坯内部残余应力释放引起零件加工变形规律,并与实际加工数据对比,从而为提高大型整体结构件的制造精度提供可靠的理论依据。

  2 铣削加工变形场的力学模型

  金属材料的铣削加工过程是工件受力反复加载和卸载的过程,当金属材料发生塑性变形后,材料对载荷的关系成了不可逆转的非线性关系。由 Prandtl-Reuss 塑性增量理论可知,总应变增量包含弹性应变增量,塑性应变增量和温度应变增量[4-5],即:

基于材料内部残余应力释放的加工变形仿真实验研究

  3 有限元模型

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标签: 残余应力 加工变形 责任编辑:admin??时间:2018-10-07

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