【正文】 圖 厚度為 1mm 的十一階振型 圖 厚度為 1mm 的十二階振型 沈陽理工大學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文 38 圖 厚度為 1mm 的十三階振型 圖 厚度為 1mm 的十四階振型 沈陽理工大學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文 39 根據(jù) 1mm 厚度的前十五階的振型如上所示，以類似的方法分別得到回轉(zhuǎn)體 厚度為,2mm,3mm,4mm 時(shí)前十五階的振型，并分別作出厚度不同時(shí)合位移的等值線。 本章小結(jié) 本章進(jìn)行的工作和結(jié)論有一下幾點(diǎn)： 本章介紹了模態(tài)分析的基本概念和模態(tài)分析的有限元基礎(chǔ)。 分析了在厚度為 4㎜時(shí)的固有頻率的變化規(guī)律，在第 10 階處變化很小，特別是第在 10階處變化最小。 分析了厚度為 ㎜時(shí)的固有頻率的變化特性，得到了在第 15 階處變形小，特別是在第 7階固有頻率處變形最小。 8階到第 15 階處六種厚度的最大變形量都有較大變化，波動(dòng)比較頻繁。薄壁件一端面固定不動(dòng)，故在其一端面施加全約束。通過查表知 TC4 鈦合金的彈性模量為 , 圖 沈陽理工大學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文 30 密度為 ,在 ansys 中為了單位統(tǒng)一 EX 項(xiàng)中輸入 ,DENS 項(xiàng)中輸入 ，泊松比取為 。如果指定了一個(gè)頻率范圍，那么只有在該頻率范圍內(nèi)的模態(tài)才會(huì)被擴(kuò)展。 加載 。 Lorczos 法就是 近年來較為流行的一種解法。對(duì)于 r 階自由度系統(tǒng)，則有 r 個(gè)固有頻率 ω ；而 ??? 是對(duì)應(yīng)的振型向量。模態(tài)分析也可以是另一個(gè)動(dòng)力學(xué)分析的起點(diǎn)，例如，瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，諧響應(yīng)分析或者譜分析等。 本章小結(jié) 本章首先簡單介 紹了靜力分析的基本概念和靜力分析的基本步驟。設(shè)定分析的類型為靜態(tài)線性過程（ LINEAR STATIC）。得到如圖所示的模型。如果在某個(gè) DOF 處指定了一個(gè)非零位移約束，程序?qū)⒁粤阄灰萍s束代替該 DOF 處的設(shè)置。 靜力分析所施加的載荷包括以下幾種：外部施加的作用力和壓力；穩(wěn)態(tài)的慣性力（如重力和離心力）；位移載荷；溫度載荷。 Z =3。 圖 給出銑刀半徑對(duì)圓周刃、端面刃切削力最大值的影響。 Fn =20xxr/min。 Fn =20xxr/min。 Z =3。 pa =2mm。通過圖 、圖 和圖 不難得到，圓周刃和端面刃切削幾乎同時(shí)開始，同時(shí)結(jié)束。 39。 （ 3）從銑削動(dòng)力裝置與被加工件相對(duì)位置可斷定，正交車銑更適于復(fù)雜結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)體的加工和長軸類工件的加工。在這樣一臺(tái)車銑中心上可實(shí)現(xiàn)車、銑、鉆、鏜等多個(gè)工序的一次裝夾完全加工，從而大大降低了重復(fù)裝夾誤差。 (2)大型薄壁件回轉(zhuǎn)體的精加工。 (5)工件轉(zhuǎn)速相對(duì)較低，加工薄壁件時(shí)幾乎沒有由于離心力產(chǎn)生的變形。 目前，車銑技術(shù)正在逐步轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，使用車銑工藝將會(huì)對(duì)金屬切削技術(shù)，乃至零件的設(shè)計(jì)理念產(chǎn)生極大的推動(dòng)作用，使對(duì)零件的設(shè)計(jì)、加工由傳統(tǒng)方法轉(zhuǎn)向先進(jìn)制造領(lǐng)域。該中心在國家科學(xué)技術(shù)部“九五”重大攻關(guān)課題的資助下，在車銑技術(shù)的基礎(chǔ)理論、車銑工藝、 CNC 車銑加工中 心的設(shè)計(jì)和制造等方向進(jìn)行著研究。尤其值得關(guān)注的是 Darmstadt 工業(yè)大學(xué)機(jī)床及生產(chǎn)工程研究所的 教授將長期從事高速銑削技術(shù)的研究成果成功地與車銑技術(shù)相結(jié)合，開創(chuàng)了高速、超高速車銑新領(lǐng)域。正交車銑由于銑刀與工件的旋轉(zhuǎn)軸線相互垂直，它不能對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行加工，但在加工外圓表面時(shí)由于銑刀的縱向行程不受限制，且可以采用較大的縱向進(jìn)給，因此在加工外圓表面時(shí)效率較高。銑刀的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)根據(jù)不同加工的需要可采用軸向進(jìn)給（如加工軸 類零件）或徑向進(jìn)給（如加工盤類零件）運(yùn)動(dòng)，也可同時(shí)采用軸向進(jìn)給和徑向進(jìn)給（如加工錐體零件）運(yùn)動(dòng)。 本章小結(jié) 本章首先介紹了本論文的研究背景及現(xiàn)實(shí)意義，然后介紹了薄壁件變形研究的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，最后提出 本論文的主要研究內(nèi)容及方法。對(duì)航空材料來說，以鋁合金、鈦合金、鎂合金為主，另外有少量的超高強(qiáng)度鋼和不銹鋼等。另一方面，高速切削加工（ High speed machining）過程的建模也得到了廣泛的重視， oze【 14】 使用有限元非線性軟件 DEFOM2D 研究了切 削應(yīng)力、切削溫度的分布狀況。此外， Masset 等人 【 11】 使用 Kierzle 指數(shù)切削力模型研究了車削與面銑加工變形誤差的有限元計(jì)算策略問題，基于 IDEAS 軟件強(qiáng)大的 CAD建模與單元網(wǎng)格劃分功能，將 IDEAS 與 RASTRAR 求解器集成在一起。 但是，影響因素的復(fù)雜性使航空復(fù)雜結(jié)構(gòu)件加工變形成為飛機(jī)制造中的關(guān)鍵難點(diǎn)之一。目前，北京航空航天大學(xué)的魏麗和鄭聯(lián)語 【 3,4】 研究了改進(jìn)薄壁件 數(shù)控加工質(zhì)量的進(jìn)給量局部優(yōu)化法，定性地提出將優(yōu)化過程分為四步：修改切削參數(shù)、確定關(guān)鍵區(qū)域、確定邊界點(diǎn)、修改刀位文件。我們就可以以此為依據(jù)對(duì)加工工藝進(jìn)行合理的優(yōu)化。在國外，隨著高速切削技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在航空制造中，一些大尺寸薄壁件，如：整體壁板、整體翼肋、整體隔框、以及變厚度蒙皮均采用數(shù)控高速銑削的方式加工，這些大尺寸的薄壁件減輕了飛行器的重量，提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與生 產(chǎn)效率。 TC4 薄壁件的 靜力 分析流程 ............................................................................................ 19 后處理 ........................................................................................................................... 21 本章小結(jié) ....................................................................................................................... 24 4 薄壁回轉(zhuǎn)體的模態(tài)分析 ............................................................................................................ 25 模態(tài)分析的基本概念 ....................................................................................................... 25 模態(tài)分析的有限元基礎(chǔ) ................................................................................................... 25 模態(tài)分析的基本步驟 ...................................................................................................... 29 建模 ...................................................................................................................... 29 加載 ...................................................................................................................... 29 模態(tài)擴(kuò)展 ............................................................................................................... 30 觀察結(jié)果和后處理 ................................................................................................. 31 TC4 薄壁件的模態(tài)分析流程 ............................................................................................ 31 后處理 ........................................................................................................................... 31 同一厚度時(shí)不同階的最大合位移量分析 ................................................................. 31 厚度與不同階固有頻率關(guān)系分析 ............................................................................ 41 本章小結(jié) ....................................................................................................................... 44 5 薄壁回轉(zhuǎn)體的諧響應(yīng)分析 ......................................................................................................... 46 諧響應(yīng)分析的基本概念 .................................................................................................. 46 諧響應(yīng)分析的基本步驟 .................................................................................................. 46 建模 ...................................................................................................................... 46 沈陽理工大學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文 3 進(jìn)入 ANSYS 求解器 .............................................................................................. 47 觀察結(jié)果和后處理 ................................................................................................. 47 TC4 薄壁件諧響應(yīng)分析流程 ............................................................................................ 48 建模及定義 TC4 薄壁件的材料屬性及網(wǎng)格劃分 ...................................................... 49 進(jìn)行諧響應(yīng)分析的設(shè)置 .......................................................................................... 49 加載 ...................................................................................................................... 50 觀察結(jié)果及后處理和 1mm 厚度時(shí)振幅與頻率之間的關(guān)系 ....................................... 50 比較 厚度和 1mm 厚度的薄壁回轉(zhuǎn)體諧響應(yīng)分析的結(jié)果 ............................... 53 本章小結(jié) ....................................................................................................................... 56 結(jié)論 .......................................................................................................