基于残余应力释放的航空结构件加工变形模型与结构优化方法

作者：秦国华^*; 林锋; 叶海潮; 侯源君; 陈雪梅; 韩雄; 王华敏

来源：工程力学, 2018, 35(09): 214-222+231.

• 铝合金厚板
• 初始残余应力
• 加工变形
• 航空整体结构件
• 结构优化

在毛坯成形过程中,材料力学性能的非均匀性导致铝合金厚板内产生残余应力,以致在后续切削加工过程中,随着材料的去除,残余应力的释放使得整体结构件发生变形,严重影响着整体结构件的尺寸稳定性。因此,定量化研究切削过程中残余应力释放的加工变形分析与预测是进行加工质量控制的核心环节,对于实现加工过程的高效化和精密化至关重要。通过铝厚板的材料去除转化为残余应力的释放,利用静力平衡条件将作用于整体结构件的残余应力等效为外力后,综合考虑铝厚板横向方向和轧制方向的残余应力,依据弯曲变形理论创新性地建立铝厚板内初始残余应力释放模型。残余应力释放模型不仅能够准确地计算整体结构件的加工变形,而且还能够方便地优化工艺参数完成加工变形的有效控制。根据模型计算值与有限元仿真值、实验测量值的相互比较,分析结果表明:无论是幅值还是变形曲线,计算值都与仿真值具有高度一致性,而与测量值相比,尽管在变形曲线上具有很好的吻合性,但由于残余应力的测量误差使得两者在幅值上亦存在一定误差。

• 单位
  南昌航空大学; 成都飞机工业（集团）有限责任公司; 成都飞机工业(集团)有限责任公司