【正文】 論文的進(jìn)行中要感謝姬偉、李波等學(xué)長對我的幫助和指點(diǎn)。Manufacture(In Press) 8 , pensation strategy in milling flexible thinwall of Materials Processing Technology,20xx,162163: 673681 9 Chenggang Li,Stephen Mann,Sanjeev measurements for flank milling. ComputerAided Design,20xx,37:14591468 10 Yiding Wang,Guoxiong Zhang,Kee ,et for the thermal error of a multiaxis machining of Materials Processing Technology, 1998,75:4553 11 , , , . Milling error prediction and pensation in machining of lowrigidity Journal of Machine Toolsamp。這一切都要求工程師設(shè)計階段就能準(zhǔn)確地預(yù)測出產(chǎn)品和工程的技術(shù)性能，需要對靜、動力強(qiáng)度以及溫度場、流場、電磁場等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析計算。這兩種模式分別對應(yīng)刀具的兩種切削狀態(tài)，因此將與之對應(yīng)的銑削力作為有限元模擬的外載荷就可以實(shí)現(xiàn)銑削過程的力學(xué)模擬。 示意圖如圖 321 所示 27 圖 321 多框體零件隔框圖編號 工件 長 32mm，寬 11mm,高 5mm。 在 load 模塊下，點(diǎn)擊 Create Boundary Condition 按鈕，然后選擇 Initial 如圖314 所示： 圖 314 約束的建立 23 點(diǎn)擊中鍵確認(rèn)后會 出現(xiàn)以下對話框并按圖 315 所示操作： 圖 315 底面的約束 全選 U1―UR3 的多選按鈕 ，點(diǎn)擊 OK，實(shí)現(xiàn)了底面的完全固定。 特別注意，這次刀具與工件的定位確定了刀具的切削量的要求。為使切削的有限元模型有足夠的精度，所建立的有限元模型必須在能量上與原連續(xù)系統(tǒng)等價。殘余應(yīng)力的存在嚴(yán)重影響著已加工零件的集合形態(tài)，特別是對于航空航天產(chǎn)品中的大型結(jié)構(gòu)件，它是導(dǎo)致零件發(fā)生彎扭變形的主要因素。 12 彈塑性問題的有限元求解方法 在線性問題求解中，一般總是采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ蛊渚€性化，即常常把非線性問題轉(zhuǎn)化為線性問題，在彈塑性問題中，為了達(dá)到線性化的目的，可采用逐步增加載荷的方法。 ?????? 為數(shù)量函數(shù) ? 對變量 ??? 的偏導(dǎo)數(shù)。卸載前的等效塑性應(yīng)變總量為 ? ??d ，因而新的屈服只有當(dāng)?shù)刃?yīng)力滿足 ? ??? pdH ?? （ ） 時才發(fā)生。如果處于上述情況之間，即︳ σs1︳ σr1，同時 σr12σs, 則稱材料為混合強(qiáng)化材料。 銑削加工過程中既有彈性變形、又有塑性變形，與彈性變形相比較，塑性力學(xué)問題具有如下 主要特點(diǎn)： ⑴ 應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系是非線性的，其比例系數(shù)不僅與材料有關(guān)而且與塑性變形有關(guān)。在這基礎(chǔ)上，采用有限元分析綜合模型，對零件綜合加工變形進(jìn)行預(yù)測分析。 ③ 要根據(jù)塑性理論中介紹的塑性應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系，求得聯(lián)系塑性區(qū)內(nèi)的應(yīng)力｛ σ｝和應(yīng)變｛ ε｝的彈塑性矩陣 ??epD 。此外，根據(jù)塑性理論，它們之間已不再是一一對應(yīng)的關(guān)系，塑性應(yīng)變的大小， 不僅決定當(dāng)時的應(yīng)力狀態(tài)，而且還決定于物體塑性變形的歷史。同時，有些學(xué)者還將模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及模擬仿真等高科技手段引入切削力研究領(lǐng)域并取得一定的科研成果，從而對切削力的深入研究起到了重要的推動作用。 Oxley 的切削模型可以很好地說明從低速切削到高速切削的大量的試驗(yàn)結(jié)果。 我國在 20 世紀(jì) 50 年代后期至 90 年代初期也對這方面的問題進(jìn)行過研究，其成果（如華南理工大學(xué)的周澤華教授的預(yù)應(yīng)力切削加工、華南理工大學(xué)的胡華南博士和南京航空航天大學(xué)的王珉教授的預(yù)應(yīng)力磨削加工等）為國內(nèi)外同行所認(rèn)可。 但是從目前的研究情況看，幾乎都是對一些規(guī)則的簡單框類結(jié)構(gòu)件（一般在3 框以下）進(jìn)行研究，對 3 框體的研究也僅僅是局限在粗加工階段。但是對銑削加工變形規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，需要大量的數(shù)據(jù)。由于涉及 國防關(guān)鍵技術(shù)，他們的研究成果秘而不宣，很難找到較完整的資料報告，但是有關(guān)子技術(shù)的類似問題已有很多文獻(xiàn)介紹其成果 [2,3]。 當(dāng)工件的材料確定后（毛坯的初始?xì)堄鄳?yīng)力是一定的），就只能從加工工藝的角度來提出抑制零件加工變形的措施了。數(shù)值仿真技術(shù)是通過對影響加工效率和精度的物理量進(jìn)行建模和分析，提取出關(guān)鍵的影響因素，并做出實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵因素最佳控制的優(yōu)化算法，對進(jìn)給速度，切削深度等工藝參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)選取和實(shí)時控制，使整個加工過程處于最佳性能狀態(tài)。 in higher precision, lower production costs, improve processing efficiency has important economic benefits. Key words: finite element analysis, thinwalled workpieces, milling order, form deform Signature of Supervisor： 目錄 第一章 緒論 .......................................... 1 課題研究的目的和意義 ........................................ 1 研究現(xiàn)狀 .................................................... 2 試驗(yàn)研究現(xiàn)狀 ........................................... 2 有限元分析研究現(xiàn)狀 ..................................... 3 有限元分析中的關(guān)鍵技術(shù) ................................. 4 切削加工殘余應(yīng)力的研究 ............................... 4 銑削力模型 ........................................... 4 彈塑性有限元技術(shù) ..................................... 6 課題主要研究內(nèi)容 ............................................. 7 多框體結(jié)構(gòu)件有限元分析模型的建立 ....................... 7 多框體結(jié)構(gòu)件多因素綜合加工變形的分析技術(shù) ............... 7 第二章 多框銑削變形有限元分析的基本原理與方法 ......... 8 引言 ......................................................... 8 基于有限元技術(shù)研究銑削變形的力學(xué)基礎(chǔ) ......................... 8 材料的非線性彈性和彈塑性 .............................. 9 屈服準(zhǔn)則 ............................................... 9 塑性流動法則 .......................................... 10 彈塑性應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系 .................................. 11 彈塑性問題的有限元求解方法 ........................... 12 多框整體結(jié)構(gòu)件銑削變形的研究方法 ......................... 12 多框整體結(jié)構(gòu)件銑削變形的力學(xué)描述 12 多框整體結(jié)構(gòu)件銑削變形的有限元模型 ................... 13 第三章 多框整體結(jié)構(gòu)件材料去處有限元模型的建立 ........ 13 材料模型介紹 ............................................... 14 建立模型 .............................................. 14 定義模型的材料屬性 .................................... 15 裝配 .................................................. 17 分析步 ................................................ 18 網(wǎng)格劃分 .............................................. 18 相互作用 .............................................. 22 初始條件的添加與單元生死技術(shù) .......................... 23 創(chuàng)建作業(yè) .............................................. 24 仿真結(jié)果分析 ............................................... 26 加工順序方案描述 ...................................... 26 加工順序影響的模擬分析 ................................ 27 加載模式 .............................................. 28 分析結(jié)果 ................................................... 28 第四章 總結(jié)與展望 .................................... 35 1 全文總結(jié) .................................................... 35 展望 ....................................................... 35 參考文獻(xiàn) ............................................. 36 致謝 ................................................. 36 1 第一章 緒論 課題研究的目的和意義 在目前的航空航天制造領(lǐng)域，為了能夠減輕零件重量，提高飛行器的整體機(jī)動性能，產(chǎn)品的設(shè)計過程中在能滿足強(qiáng)度要求的情況下要盡量采用薄壁件零件，因此，薄壁件零件的加工已經(jīng)成為航空航天制造領(lǐng)域的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 作者簽名： 日期： 導(dǎo)師簽名： 日期： 基于三維斜角銑削仿真技術(shù)的加工順序優(yōu)選方法研究 學(xué)生姓名：王桂棟 班級： 068106122 指導(dǎo)老師：秦國華 摘 要 在目前的航空航天制造領(lǐng)域，為了能夠減輕零件重量，提高飛行器的整體機(jī)動性能，產(chǎn)品的設(shè)計過程中在能滿足強(qiáng)度要求的情況下要盡量采用薄壁件零件，因此，薄壁件零件的加工已經(jīng)成為航空航天制造領(lǐng)域的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過 的材料。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。從而達(dá)到研究的目的。這種方法需要一套完善的實(shí)驗(yàn)設(shè)備與檢測儀器，雖然直接，但成本比較高，而且由于設(shè)備的局限性也并不能獲得所有期望的測量結(jié)果。正是由于它的高質(zhì)量、低成本的特點(diǎn)，數(shù)值仿真技術(shù)將會在產(chǎn)品的研發(fā)過程中起到越來越重要的作用。 試驗(yàn)研究現(xiàn)狀 整體結(jié)構(gòu)件加工變形問題，涉及材料、力學(xué)、機(jī)械制造等多個學(xué)科，是航空產(chǎn)品加工工藝中的一個瓶頸，歐美等制造強(qiáng)國在這方面投入了大量的人力和物力。二 OOO年后，在航空制 造企業(yè)、國防科工委、總裝備部等國家部門的重視和資助下，南京航空航天大學(xué)、航空 625 所、北京航空航天大學(xué)、浙江大學(xué)和成都飛機(jī)制造廠等高校、研究所與航空制造企業(yè)相繼開展整體結(jié)構(gòu)件加工變形方面的研究工作。 目前對加工變形的研究更多采用的是有限元分析的方法：針對具體的零件結(jié)