论文部分内容阅读
多框整体结构件具有尺寸大、壁薄、加工精度要求高等特点,加工变形是其制造中存在的突出问题。由于其结构的复杂性,对其加工变形预测的理论分析和实验研究均具有很高的难度。针对此问题,本文围绕多框整体结构件加工变形的主要原因,借助有限元模拟、实验研究和力学分析等手段,对多框整体结构件有限元建模技术、多框整体结构件加工变形预测和控制等方面进行了研究。本文的主要工作和取得的成果如下:1.根据多框整体结构件的几何特征,提出了参数化建立其有限元模型的新方法——“框体拼接”建模法。根据该方法的基本思想,选用VC++作为开发工具,在ANSYS平台上开发了多框整体结构件有限元建模模块。运用该模块,实现了多框整体结构件加工变形有限元分析的快速参数化建模。2.采用“框体拼接”建模法建立了多框整体结构件有限元模型。结合多框整体结构件铣削加工的特点,对有限元模拟的铣削变形力学基础进行了探讨。详细说明了工件材料模型、初始残余应力施加、铣削力载荷实现、“过切”、“欠切”误差提取、约束转换等铣削变形模拟所涉及的关键技术。通过加工变形模拟结果与实验结果的对比分析,验证了所建立的多框整体结构件有限元模型的合理性。在此基础上,采用“框体拼接”建模法研究了框体数目改变对多框整体结构件加工变形影响规律。3.采用了简支梁模型分析了夹紧力大小和作用点对梁变形的影响趋势。其次,采用“框体拼接”建模法建立了多框整体结构件有限元模型,利用有限元法分析了装夹方案对多框整体结构件加工变形的影响规律,为多框整体结构件加工变形控制提供技术支持。研究表明,通过优化装夹方案减小加工变形是提高加工精度和生产率的重要途径。为减小多框整体结构件加工变形,应相应地减小夹具/支撑的间距和适当增大夹紧力。