收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

7022铝合金搅拌摩擦连接工艺及后续铣削变形研究

汪洪峰  
【摘要】:航空大型整体结构件的铣削变形与控制是当前研究的热点和难点问题。由于大型毛坯板材需要拼连获得,因此拼连工艺及连接区状态对后续铣削变形将产生重要影响。本文针对目前已被确定在大型毛坯板材拼连中采用的搅拌摩擦连接技术,以高强度铝合金7022为研究对象,系统研究拼连工艺对连接区完整性的影响,并在此基础上预测了后续铣削变形规律,为航空大型结构件加工变形的控制奠定基础。本文完成的主要工作和取得的成果如下: 1.分析研究了7022航空铝合金搅拌摩擦连接区金属塑性流动过程 利用金相显微镜和工具显微镜对搅拌连接区截面进行了分析,得出了连接区金属塑性流动规律。通过理论分析证明了连接区金属塑性流动规律的正确性并建立了相应的连接区金属塑性流动模型。 2.研究了主要连接工艺参数对连接区力学性能的影响规律并建立了相应的搅拌头所受作用力数学模型 通过理论和实验相结合的方法,确定了10mm厚7022铝合金搅拌摩擦连接工艺参数范围:搅拌头转速为300~600rpm,搅拌头前进速度为30~100 mm·min-1。通过对各参数下连接板材的连接区力学性能分析,得出搅拌头转速为400rpm,搅拌头前进速度为100 mm·min-1时连接的板材其力学性能较其它工艺参数好。利用自制的搅拌摩擦连接专用测力仪测得各组工艺参数下的搅拌头所受作用力,并通过多元线性回归法建立了搅拌头所受作用力数学模型,且对模型回归进行了检验,得出该模型的线性关系在90%的水平下显著成立。 3.开展了搅拌摩擦连接温度场的数值模拟和实验研究 建立了搅拌摩擦连接过程中热源模型,并通过ANSYS软件对搅拌摩擦连接温度场进行了数值模拟,得到了温度场分布云图,分析了连接过程中温度的变化趋势,得出搅拌摩擦连接过程中温度场场分布呈椭圆形,且前进侧温度高于返回侧。另外,对不同工艺参数下的温度循环曲线变化进行了分析,得出热循环曲线变化规律,并通过实验验证了模型的有效性。 4.开展了搅拌摩擦连接残余应力分布及其变形规律研究 对搅拌摩擦连接热力耦合模型进行了有限元分析,得出了连接残余应力分布和变形的云图和曲线,并将模拟结果与实验结果进行了对比。在此基础上,进一步预测了大尺寸不同结构连接件的残余应力分布和变形规律。从预测的结果可以看出残余应力主要集中在连接区,且最大残余拉应力在连接区的中间位置;连接区中心明显向下位移,平行连接区的两端向上翘起,变形呈“V”形状,其变形程度与结构件形式和尺寸有关。 5.研究了搅拌摩擦连接坯材的铣削残余应力分布及其变形 考虑搅拌摩擦连接坯材内的残余应力分布对后续铣削的残余应力分布和变形的影响,进行了相应的数值模拟,得出了连接坯材的铣削残余应力分布和变形的云图和曲线,并通过实验验证了模拟的正确性。在此基础上,预测了大尺寸不同结构连接坯材铣削残余应力分布和变形规律。从预测的结果可以看出残余应力主要集中在连接区,最大残余拉应力与结构件形式有关;其变形呈“马鞍”形状,变形程度与结构件形式和尺寸有关。最后根究预测的铣削残余应力分布和变形规律,开发了适合于航空铝合金搅拌摩擦连接坯材的铣削残余应力分布和变形预测分析软件。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 冯嘉花;;六米龙门刨床的节能改造[J];制造技术与机床;2011年07期
2 史莉;;新型铣削材质GC1040——韧性保证了在不锈钢加工中切削刃的锋利[J];金属加工(冷加工);2011年15期
3 潘孝平;;偶数直齿分离爪铣削的对定工装[J];金属加工(冷加工);2011年16期
4 王贵君;唐勇;于锁成;;对轴类零件加工中键槽加工的探讨[J];黑龙江科技信息;2011年23期
5 黄芳;陈建航;;改铣削为插削的创新1Cr15Ni4Mo3N难加工材料粗加工切削模式[J];金属加工(冷加工);2011年17期
6 汪艺;;48小时交货,“铣削之王”如虎添翼——瑞典山高刀具公司上海分拨中心落成庆典隆重举行[J];制造技术与机床;2011年07期
7 ;选用万能刀具进行铁路道岔加工[J];现代制造;2010年18期
8 ;滚刀加工齿轮超越预期测试[J];现代制造;2010年44期
9 ;双电主轴铣头车铣中心提升机床加工速度[J];现代制造;2010年47期
10 胡飞嘉;;三菱系统G2、G3指令铣圆锥螺纹[J];金属加工(冷加工);2011年18期
11 ;开创Minimaster小魔王铣刀新纪元[J];航空制造技术;2011年14期
12 孙令真;;加工中心铣削多个零件的夹具设计[J];机械工程师;2011年07期
13 ;电力工程整体生产解决方案[J];现代制造;2010年38期
14 ;伊斯卡刀具在钛合金切削加工中的应用[J];航空制造技术;2011年14期
15 法凯拓·里加多;;开发适于航空航天领域的专属设备[J];现代制造;2010年47期
16 ;OPEN MIND凭借hyperMILL~实现自动化编程[J];航空制造技术;2011年18期
17 曹立荀;娄要武;;旧设备的合理改造及利用[J];金属材料与冶金工程;2011年04期
18 神会存;宗万栓;王晶;;PCBN整体烧结刀片在切削加工中的应用[J];机械设计与制造;2011年07期
19 王祝堂;;上海飞机公司引进2台靠模铣床[J];轻合金加工技术;2011年06期
20 李春柏;;钛合金加工用铣刀的设计探讨[J];装备制造技术;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈勇;刘雄伟;;非线性铣削动力学仿真建模优化算法研究[A];福建省科协第四届学术年会——提升福建制造业竞争力的战略思考专题学术年会论文集[C];2004年
2 陈玉财;王希;廖东庭;刘李兵;吴斐;;铣削-电解新型复合加工可行性研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
3 宋东超;高继军;樊超;;龙门刨床增加铣削功能的改造[A];科技、工程与经济社会协调发展——河南省第四届青年学术年会论文集(上册)[C];2004年
4 盛精;苑伟政;;基于Marc的金属铣削过程的参数化建模与仿真[A];2006年湖北省博士论坛——先进制造技术与制造装备论文集[C];2006年
5 万敏;张卫红;谭刚;;铣削过程中切削力建模与误差预测技术研究进展[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
6 李文博;于兆勤;郭钟宁;罗红平;;超精密微细车削、铣削多功能机床设计[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
7 顾琳;赵万生;张志华;康小明;;喷雾电火花铣削加工及其机理的分析[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
8 顾琳;赵万生;张志华;康小明;;喷雾电火花铣削加工及其机理的分析[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
9 王文合;冯德华;李连胜;;2800mm四辊轧机牌坊的一种铣削方法[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(下)[C];2009年
10 顾琳;赵万生;张志华;康小明;;喷雾电火花铣削加工及其机理的分析[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 汪洪峰;7022铝合金搅拌摩擦连接工艺及后续铣削变形研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 丁烨;铣削动力学—稳定性分析方法与应用[D];上海交通大学;2011年
3 皇攀凌;面向钛合金铣削的变齿距立铣刀研究[D];山东大学;2011年
4 李月恩;模具钢高速球头铣削加工表面质量的研究[D];山东大学;2011年
5 蒋永翔;复杂制造系统加工稳定性在线监测及寻优控制关键技术研究[D];天津大学;2010年
6 丁辉;二维振动辅助微细铣削机理及其实验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 雷小宝;预烧结氧化锆义齿高速铣削加工关键技术与装备研究[D];南京航空航天大学;2012年
8 胡海军;超声振动微铣削系统的建立及铣削力和残余应力的研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
9 江浩;铣削加工振动主动控制[D];上海交通大学;2009年
10 张智海;铣削工艺系统瞬态力学模型和非线性动力学特性的研究[D];清华大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘建峰;基于模拟退火遗传算法的微细铣削加工参数优化[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 唐艳玲;等温淬火球墨铸铁铣削性能研究[D];苏州大学;2010年
3 陈魁;微铣削机床的研制及微铣削实验研究[D];东北大学;2008年
4 朱帅;微细铣削加工颤振系统动力学分析及铣削过程仿真[D];吉林大学;2011年
5 支新涛;高体分SiCp/Al复合材料超声高速铣削试验研究[D];河南理工大学;2011年
6 黄朝晖;铸铁铣削机理及在箱体高效加工中的应用研究[D];上海交通大学;2010年
7 于强;微细铣削机床伺服特性优化及试验研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 赵强;静电冷却辅助干式铣削TC11的切削特性研究[D];沈阳航空航天大学;2012年
9 王光宇;铝合金薄壁件铣削变形仿真及疲劳寿命预测[D];中南大学;2011年
10 王杨;钢轨在线整形优化研究[D];西南交通大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 杨红英;高进给铣削:效率提高三倍[N];中国工业报;2009年
2 于留春;加工钎具的新型机床铣削刀盘获国家专利[N];世界金属导报;2002年
3 本报记者 潘青山;矢志技能天地宽[N];中国汽车报;2005年
4 ;立足本职勤学苦练 技术革新技高一筹[N];中国电子报;2006年
5 本报记者 潘继红;瑞士制造业以领先科技进军中国[N];国际商报;2001年
6 杨红英;中国是第一市场[N];机电商报;2005年
7 余中华;武重:攻克超重型数控机床核心技术 [N];中国工业报;2005年
8 刘献礼;PCBN刀具在中国市场的应用现状与思考[N];机电商报;2005年
9 周凤仪;华翔轿车消声器公司职工技改成效大[N];中国职工科技报;2006年
10 温舜方郭俐君 杨建琨 通讯员 贺承明;技术创新与市场开发[N];中国工业报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978