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薄壁壳体件装夹变形机理有限元分析与控制

2011-02-22王军耿世民张辽远吕玉山

兵工学报 2011年8期
关键词:有限元变形分析

王军,耿世民,张辽远,吕玉山

(1.沈阳理工大学 机械工程学院,辽宁 沈阳110159;2.沈阳建筑大学 交通与机械工程学院,辽宁 沈阳110168)

0 引言

薄壁壳体件作为典型的薄壁零件,因其特有的高强度、重量轻等特点,越来越多的应用到军用产品中,但其结构复杂,相对刚度较低,加工时对平面度的要求较高,在加工过程中常因受到切削力、夹紧力以及残余应力、切削热等多种因素的影响产生加工变形,甚至报废[1]。

目前对于薄壁件研究较多,西北工业大学和南昌航空工业学院对框类薄壁件的装夹机理进行了分析,建立了装夹方案的数学模型[2],吴玉光等提出了基于实例模型的工件夹紧点自动确定方法和夹具信息表示方法[3],浙江大学对框类薄壁零件的装夹优化进行了大量研究,得出改变装夹位置等控制加工变形的有益理论[4]。国外的许多专家与技术人员对薄壁零件变形问题也进行了大量研究。Ratchev 等建立了刀具/工件变形耦合效应的柔性预测方法[5],Deng 等研究了满足动态装夹稳定性的最小夹紧力确定方法,建立了动态装夹模型[6],Kaya等采用遗传算法对装夹布局进行了优化[7],Wang等对筒类薄壁件装夹变形进行研究,提出了一种参数化有限元仿真系统[8]。但针对薄壁壳体件的研究较少,并多以集中载荷作为夹紧力来研究。

薄壁壳体件在加工过程中控制其变形的措施较多,如改变毛坯的热处理状态、控制局部进给量、修正刀具路径以及改善装夹方案,其中装夹方案的优选是很重要的一项。……

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