国家高技术研究发展计划(2006AA04Z147)
- 作品数：10 被引量：168H指数：8
- 相关作者：柯映林董辉跃吴红兵毕运波刘刚更多>>
- 相关机构：浙江大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术金属学及工艺航空宇航科学技术更多>>
- 航空框类整体结构件铣削加工变形研究被引量：8
- 2009年
- 为了揭示结构件数控加工的变形机理,提出了基于有限元的航空整体框类结构件铣削加工过程仿真方法.通过将零件的加工工艺信息转化为有限元仿真计算信息,采用建立的有限元模型对双面框类结构件进行了铣削加工过程的数值模拟.数值模拟综合考虑了材料毛坯初始残余应力、切削载荷、加工顺序和走刀路径等因素.在同样条件下进行了加工实验,实验结果与模拟结果比较吻合,验证了建立的有限元模型的正确性.研究表明,数值模拟方法是研究航空整体结构零件铣削加工变形的有效方法,可正确预测零件的加工变形.
- 吴红兵柯映林刘刚董辉跃
- 关键词：铣削加工数值模拟
- 航空铝合金薄壁件加工变形有限元仿真与分析被引量：60
- 2008年
- 综合考虑薄壁件粗精加工工序,建立了薄壁件铣削加工全过程三维有限元模型,系统地研究了残余应力施加、切削力建模及动态加载、材料去除等加工过程建模所涉及的关键技术.通过自行构建的加工仿真平台,对处在不同毛坯初始残余应力分布情况下的薄壁件分别进行了加工过程模拟.仿真结果表明,加工过程中残余应力对切削力引起的薄壁件加工变形具有重要影响,较大的初始残余应力导致薄壁件侧壁首末自由端附近产生加工变形波动,容易引起或加剧切削振动,严重影响其加工精度及表面质量.
- 毕运波柯映林董辉跃
- 关键词：薄壁件残余应力加工过程仿真
- 航空薄壁件对称及阶梯对称铣削的数值仿真与分析被引量：14
- 2009年
- 为研究薄壁工件在铣削加工过程中的让刀变形,以工字型薄壁结构件为例,建立了铣削加工过程的有限元模型。综合考虑切削载荷、加工顺序等因素,对薄壁工件进行了对称铣削及阶梯对称铣削全过程的有限元数值仿真。模拟结果表明:薄壁件中部变形大,两端及底部变形小;阶梯对称铣削能显著减小薄壁件加工的让刀变形,对称铣削及阶梯对称铣削两者残余应力相差不大且分布情况相似。试验结果表明有限元模拟结果可以接受。根据有限元分析的结果,结合数控加工偏摆补偿,可以达到高效、经济、优质加工航空薄壁零件的目的。
- 白万金柯映林吴红兵董辉跃
- 关键词：薄壁件有限元加工过程仿真
- 钛合金切削绝热剪切带形成过程的有限元分析被引量：7
- 2008年
- 采用有限元模拟方法对钛合金切削加工中的绝热剪切带形成过程进行了研究.通过对材料本构模型、刀-屑接触摩擦、切屑分离和绝热剪切等关键物理环节建模,建立了切削加工有限元模型.利用该有限元模型模拟和分析了钛合金TC4切削绝热剪切带形成的全过程,得到了与试验相似的锯齿状切屑,切屑中绝热剪切带分布规律与试验结果较为一致,切削力模拟结果与试验数据相吻合.研究结果表明,刀尖处首先形成小的变形区并逐渐扩展至切屑表面,变形区发生集中滑移,锯齿节块滑出,最终形成变形高度集中的剪切带;绝热剪切带内的温度相当高,而其两侧材料温度较低;绝热剪切带的形成与弹性能释放密切相关,弹性模量越小,切屑锯齿化程度和剪切带间隔时间越大.
- 杨勇柯映林董辉跃
- 关键词：钛合金有限元模拟绝热剪切带
- 航空整体结构件铣削加工变形预测研究被引量：21
- 2007年
- 为了揭示航空框类整体结构零件铣削加工的变形行为,提出了一种基于接力计算模型的航空整体框结构零件铣削加工全过程物理仿真方法,阐述了接力计算的基本原理,设计了接力计算系统的完整框架.基于以上接力计算系统,通过将零件加工工艺信息转化为有限元仿真计算信息,采用有限元模型对整体框结构零件进行了铣削加工全过程数值模拟.模拟综合考虑了材料毛坯内初始残余应力、切削载荷、加工顺序和走刀路径等因素.通过铣削加工实验验证了建立的有限元模型的正确性.研究结果表明,基于接力计算的数值模拟方法是研究航空整体结构零件铣削加工变形的有效方法,可正确预测零件加工变形.
- 成群林柯映林董辉跃毕运波黄志刚
- 关键词：数值模拟
- 航空铝合金高速铣削加工的三维数值模拟被引量：12
- 2008年
- 针对当前高速切削加工中模拟直角和斜角的有限元模型将变厚度切削层、螺旋形刀刃分别简化为等厚度切削层和直线形刀刃的不足,采用更接近实际的三维螺旋齿铣刀模型和变厚度切削层模型,对航空铝合金7050-T7451进行了高速铣削加工数值模拟,得到了铣削过程的切削力、切削温度及切屑形状.通过高速铣削实验测得了切削力,在相同的切削条件下模拟结果与实验结果比较吻合,切削温度及切屑形状也与实际相符.研究表明,三维螺旋齿铣刀模型和变厚度切削层模型可以准确模拟高速铣削加工过程,能够进一步用于研究切削参数与切削力、切削热之间的关系,进行切削参数及刀具寿命优化.
- 吴红兵柯映林刘刚成群林毕运波
- 关键词：切削力切削层切削温度
- 钛合金的已加工表面残余应力的数值模拟被引量：34
- 2007年
- 为了揭示高速切削对航空钛合金加工表面残余应力的影响,利用三维斜角切削有限元模型对钛合金Ti6Al4V的高速切削加工过程进行了模拟,获得了不同切削速度和不同切削深度下的已加工表面残余应力分布.模拟结果表明:切削速度对已加工表面残余应力具有重要影响,而切削深度对已加工表面残余应力影响较小;已加工表面层残余应力为拉应力,沿深度方向由拉应力逐渐过渡到压应力;3个主方向的残余应力值随切削速度的增加而增加,而随切削深度的增加无明显变化;切削速度和切削深度对残余应力层的厚度影响都很小.
- 吴红兵刘刚柯映林董辉跃
- 关键词：钛合金表面残余应力
- 基于有限元模拟的钛合金锯齿状切屑形成机理被引量：13
- 2008年
- 为了研究钛合金切削加工中的锯齿状切屑形成机理,通过对材料本构模型、刀-屑接触摩擦、切屑分离和绝热剪切等关键物理环节建模,建立了切削加工有限元模型,并经试验验证了该模型的正确性.利用该有限元模型模拟了钛合金Ti6Al4V锯齿状切屑形成的全过程,通过分析一个锯齿节块的形成过程,以及该过程中的切削力同步发展变化规律和第一变形区中不同部位的三点应力、温度曲线,揭示了钛合金锯齿状切屑的形成机理是靠近切削尖处的材料发生热塑性失稳,继而在整个第一变形区诱发集中滑移,造成绝热剪切,从而形成节块状的锯齿状切屑.
- 杨勇方强柯映林董辉跃
- 关键词：钛合金有限元模拟
- 基于物理学的铣削过程仿真关键技术被引量：2
- 2007年
- 为了预测零件加工变形,基于铣削加工有限元理论,构建了基于物理学的铣削加工过程仿真环境,研究了刀位轨迹离散、材料去除、网格自适应生成及动态网格数据维护等关键技术的处理.针对刀具的每次进给运动,系统自动检测刀具和工件毛坯网格相交的区域,通过网格自适应求精、粗化和删除以及有限元分析计算,模拟真实的铣削加工过程.该仿真环境可综合考虑加工参数、刀具路径等因素对零件加工变形的影响,优化加工工艺,保证加工精度.
- 毕运波柯映林成群林董辉跃
- 关键词：铣削加工数值模拟有限元
- 斜角切削过程的三维热—弹塑性有限元分析被引量：11
- 2009年
- 基于大变形理论和虚功原理,建立了斜角切削加工过程的三维热-弹塑性有限元模型。分析和研究了涉及切削加工有限元模拟的关键技术。采用通用有限元求解器ABAQUS/Explicit对斜角切削过程进行了有限元模拟,分析了切削过程中切屑的形成过程及其形貌、三维切削力的变化情况,以及应力、应变、切削温度和已加工表面残余应力的分布规律。通过与试验数据的比较,证明了所建立有限元模型的正确性。斜角切削过程的三维热—弹塑性有限元模拟研究为铝合金高速切削加工的工艺参数优化、刀具几何参数的合理选择提供了参考。
- 白万金吴红兵董辉跃
- 关键词：斜角切削有限元分析刀具
