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初始残余应力和切削残余应力对薄壁件加工变形的影响 被引量:29
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作者 王民 刘宇男 +1 位作者 孙国智 王萍 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1141-1147,共7页
为了研究毛坯件的初始残余应力和切削加工过程中产生的切削(残余)应力对薄壁件变形的影响,对铸造铝合金锥形体毛坯薄壁件进行钻孔法残余应力测试,根据测试结果分别建立包含初始残余应力的有限元切削模型、没有初始残余应力的有限元切削... 为了研究毛坯件的初始残余应力和切削加工过程中产生的切削(残余)应力对薄壁件变形的影响,对铸造铝合金锥形体毛坯薄壁件进行钻孔法残余应力测试,根据测试结果分别建立包含初始残余应力的有限元切削模型、没有初始残余应力的有限元切削模型及采用有限元生死单元法的模型,并进行分析.3种模型的对比结果表明:初始残余应力与切削(残余)应力均对加工结束后工件的变形产生显著的影响,其中切削(残余)应力对于变形的影响最大. 展开更多
关键词 薄壁件 初始残余应力 切削应力 有限元 加工变形
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面向加工变形控制的航空整体结构件拓扑优化设计方法 被引量:15
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作者 王华敏 秦国华 +3 位作者 胡政 林锋 吴竹溪 韩雄 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第21期127-138,共12页
在毛坯制造过程中,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,以致在后续的高速切削加工过程中,随着材料的大量去除,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。当初始残余应力水平及状态一定... 在毛坯制造过程中,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,以致在后续的高速切削加工过程中,随着材料的大量去除,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。当初始残余应力水平及状态一定时,随着从毛坯上去除材料切削成形为不同的零件结构,零件变形会表现出不同的形式。因此,研究零件变形与零件结构形式之间的关系对于实现加工过程的高效化和精密化至关重要。首先,通过铝厚板的材料去除等效为残余应力的释放,利用弯曲变形理论建立铝厚板厚度方向上加工变形的解析分析模型及有限元分析模型。通过航空企业现场加工、测试零件后可知:加工变形的解析值、仿真值与测量值相比,无论是幅值水平还是变形曲线,解析值与仿真值完全吻合,而两者与实验值之间仅存在不到10%的幅值误差。其次,为了使得加工变形达到最小,构建以结构体积为约束的拓扑优化设计模型,通过利用一系列凸显式子问题逼近目标和约束函数,构建拓扑优化模型的MMA求解技术。最后利用所提出的优化方法计算出C919直梁件的结构,优化前、后的加工变形分别为22.02 mm与0.7414 mm,在相同的材料去除量情况下,通过优化结构可以使得加工变形减小96.63%。 展开更多
关键词 航空整体结构件 初始残余应力 加工变形 拓扑优化 MMA算法
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用X射线测定圆锯片表面初始残余应力 被引量:13
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作者 张占宽 习宝田 安静贤 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期78-81,共4页
该文介绍了用X射线衍射测定圆锯片表面初始残余应力的基本原理 ,并且用它对圆锯片表面的残余应力进行了测量 .实验结果证明在锯片表面切向 ,当X射线入射方向不同时 ,所测试的切向应力值有很大差别 ,而在径向这种差别很小 .这表明用X 射... 该文介绍了用X射线衍射测定圆锯片表面初始残余应力的基本原理 ,并且用它对圆锯片表面的残余应力进行了测量 .实验结果证明在锯片表面切向 ,当X射线入射方向不同时 ,所测试的切向应力值有很大差别 ,而在径向这种差别很小 .这表明用X 射线测量锯片表面的应力时 ,会出现Φ分裂现象 .在固定入射方向角Φ的情况下 ,锯片表面的初始残余应力呈一定规律性 .切向为拉应力 ,径向为压应力 .将表面电解抛光 15 μm后 ,其对应点的残余应力与电解抛光前有明显不同 ,且切向应力由拉应力转为压应力 .该测试结果对以后用X 射线测试适张后锯片表面的残余应力具有重要的指导作用 . 展开更多
关键词 初始残余应力 测量 圆锯片 Φ分裂 X-射线 适张处理
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Effect of welding sequence on residual stress in thin-walled octagonal pipe-plate structure 被引量:11
4
作者 傅定发 周长青 +2 位作者 李灿 王冠 李落星 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第3期657-664,共8页
A three-dimensional finite element approach based on ABAQUS code was developed to investigate the effect of welding sequence on welding residual stress distribution in a thin-walled 6061 aluminum alloy structure. To o... A three-dimensional finite element approach based on ABAQUS code was developed to investigate the effect of welding sequence on welding residual stress distribution in a thin-walled 6061 aluminum alloy structure. To obtain sound numerical results, the therrno-mechanical behaviour was simulated using a direct-coupled formulation. Nine different simulation sequences were carried out by single-pass TIG welding of an octagonal pipe-plate joint, and the distributions of longitudinal and transverse residual stresses both on the outer and inner surfaces of the pipe were analyzed. The results suggest that the final residual stresses in the weld and its vicinity are not affected by the initial residual stresses of the structure. Selecting a suitable welding sequence can reduce the final residual stress in an octagonal pipe-plate joint. 展开更多
关键词 residual stress welding sequence pipe-plate joint single-pass welding initial residual stress
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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 被引量:9
5
作者 秦国华 林锋 +4 位作者 叶海潮 侯源君 陈雪梅 韩雄 王华敏 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期214-222,231,共10页
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... 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。 展开更多
关键词 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
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飞机整体结构件的“加工变形-疲劳寿命”多目标结构优化方法 被引量:7
6
作者 秦国华 郭翊翔 +2 位作者 王华敏 侯源君 娄维达 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期222-236,共15页
在毛坯制造过程中,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,以致在后续的高速切削加工过程中,随着材料的大量去除,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,研究零件结构与零件变形... 在毛坯制造过程中,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,以致在后续的高速切削加工过程中,随着材料的大量去除,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,研究零件结构与零件变形之间的关系对于实现加工过程的高效化和精密化至关重要。首先,将铝厚板内残余应力的释放合理地等效为外载荷的施加,利用材料力学弯曲变形公式建立铝厚板在厚度方向上加工变形的挠度模型。由实际加工测量可知:加工变形的公式解析值、有限元仿真值与实际测量值吻合得很好。为了进一步分析零件结构与疲劳寿命之间的关系,通过名义应力法对零件的最小疲劳寿命与疲劳载荷下零件的最大应力进行等效以简化分析,对部分具有代表性的结构进行静力分析后将其作为样本进行神经网络拟合,得到了以3个腹板位置为输入、零件最大加工变形及最大疲劳应力为输出的神经网络模型。最后利用神经网络模型构建了一个使得最大加工变形和最大疲劳应力都尽可能小的多目标优化问题,使用遗传算法求解该多目标问题后取得的最优解为:3个腹板与零件底部距离分别为8.868 mm、27.992 mm、28.000 mm,此时零件的最大加工变形为0.088 mm,最小的随机疲劳载荷寿命为4.432×10^(7)次。 展开更多
关键词 初始残余应力 加工变形 疲劳分析 名义应力 航空整体结构件 多目标结构优化
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初始残余应力对铝合金T形构件加工变形的影响 被引量:5
7
作者 王亚楠 吴运新 +1 位作者 龚海 易守华 《热加工工艺》 北大核心 2019年第14期63-67,共5页
铝合金T形构件广泛应用于航空领域,坯件内初始残余应力导致的T形构件加工变形状态决定其使用性能和服役寿命。通过有限元法建立T形构件的三维切削加工有限元模型,研究坯件内部初始残余应力对T形构件加工变形的影响,并通过铣削加工实验... 铝合金T形构件广泛应用于航空领域,坯件内初始残余应力导致的T形构件加工变形状态决定其使用性能和服役寿命。通过有限元法建立T形构件的三维切削加工有限元模型,研究坯件内部初始残余应力对T形构件加工变形的影响,并通过铣削加工实验对仿真结果进行验证。结果表明:坯件内初始残余应力引起T形构件的变形主要表现为T形构件底部的曲翘变形,且沿着底部四个角的延伸方向,变形逐渐增大,且这一变化规律不受T形件侧壁厚的影响;壁厚较薄的T形构件底部的变形主要由坯件底部保留区内的初始残余应力决定,坯件其它区域的初始残余应力对变形的贡献极小;坯件底部保留区内不同分布状态的初始残余应力会使壁厚较薄的T形构件产生不同的变形状态。 展开更多
关键词 初始残余应力 铝合金T形构件 加工变形 有限元数值模拟
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2024铝合金结构件残余应力的评估与变形预测 被引量:4
8
作者 郑耀辉 赵明月 +1 位作者 刘娜 王明海 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第1期54-58,共5页
为了研究毛坯初始残余应力和铣削加工引入的表面残余应力对2024铝合金结构件加工变形的影响,通过有限元模拟和铣削试验对两框整体梁的加工变形进行了研究。考虑了毛坯的初始残余应力、铣削加工引入的表面残余应力以及这两个影响因素的... 为了研究毛坯初始残余应力和铣削加工引入的表面残余应力对2024铝合金结构件加工变形的影响,通过有限元模拟和铣削试验对两框整体梁的加工变形进行了研究。考虑了毛坯的初始残余应力、铣削加工引入的表面残余应力以及这两个影响因素的综合作用对两框整体梁加工变形的影响。研究结果表明,毛坯的初始残余应力是两框整体梁产生加工变形的主要影响因素,初始残余应力与铣削加工引入的表面残余应力的综合作用加剧了变形,其中,由初始残余应力引起的变形占整体梁总变形的92%,表面残余应力引起的变形占整体梁总变形量的8%左右。并最终通过对两框整体梁的铣削加工试验验证了有限元模拟结果的准确性,对实际生产具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 2024铝合金 整体梁 表面残余应力 初始残余应力 有限元仿真
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带有残余应力的钢梁内嵌式预应力组合梁抗火性能研究
9
作者 刘雨晨 郑志远 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2023年第4期88-96,共9页
为研究残余应力对钢梁内嵌式的预应力简支组合梁在火灾效应下的受力性能的影响,通过ABAQUS软件建立钢梁内嵌式的预应力简支钢-混组合梁几何非线性和材料非线性的有限元模型,利用热力-耦合法计算组合梁在高温下的结构响应行为。通过对梁... 为研究残余应力对钢梁内嵌式的预应力简支组合梁在火灾效应下的受力性能的影响,通过ABAQUS软件建立钢梁内嵌式的预应力简支钢-混组合梁几何非线性和材料非线性的有限元模型,利用热力-耦合法计算组合梁在高温下的结构响应行为。通过对梁的截面温度、整体挠度和跨中挠度、跨中截面应力分布、拉索应力和塑性变形、梁的整体曲率和跨中曲率等特性在高温下的结构响应进行考察,探究工程应用中常见初始残余应力对组合梁的影响机理。结果表明:残余应力主要是通过影响钢梁的截面模量,进而对钢梁的截面抗弯刚度产生影响,在升温后期或当钢梁开始进入塑性状态时,残余应力的影响逐渐减小。残余应力在钢梁腹板上的分布能较为明显的影响组合梁的承载能力,分布形式不同影响效果也不同。残余应力主要影响了组合梁中钢梁的截面刚度,进而也影响了组合梁的挠度幅度、曲率分布、中和轴高度以及拉索内力变化。 展开更多
关键词 组合梁 抗火性能 初始残余应力 应力 热力-耦合法
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基于毛坯优选的初始残余应力平衡性确定性优化方法研究
10
作者 李晓月 戚浩 +1 位作者 李亮 杨吟飞 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第7期116-124,共9页
大型结构件毛坯初始残余应力的均匀性和批次间一致性很难保障,导致零件轮廓变形幅值高、不确定度高,轮廓变形过程不稳定等诸多问题。基于此,提出了一种基于毛坯优选的初始残余应力平衡性确定性优化方法。构建了“应力–结构–变形”的... 大型结构件毛坯初始残余应力的均匀性和批次间一致性很难保障,导致零件轮廓变形幅值高、不确定度高,轮廓变形过程不稳定等诸多问题。基于此,提出了一种基于毛坯优选的初始残余应力平衡性确定性优化方法。构建了“应力–结构–变形”的力学模型,提取了应力输入模块中的毛坯全尺度应力条件数和局部应力条件数,评估复杂初始残余应力场的平衡性和确定性,研究了应力条件数对加工变形的影响规律,进而提出基于应力条件数的毛坯优选和零件位置优选方法,用于筛选具有最优应力平衡和确定特性的毛坯。选取某航空单面长桁结构件进行分析验证,结果表明:最优零件位置分别为4 mm(65 mm厚毛坯)和7 mm(70 mm厚毛坯)为70 mm,最优毛坯厚度为70 mm。 展开更多
关键词 初始残余应力 应力矩阵条件数 毛坯优选 零件位置 加工变形
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7075T651铝合金板材内部初始残余应力分布研究 被引量:3
11
作者 刘良宝 孙剑飞 +1 位作者 陈五一 陈清良 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期537-543,共7页
针对材料内部残余应力分布的传统剥层测量方法,对底部贴片的剥层法进行改进,通过测量底部释放的应变,结合有限元方法模拟残余应力释放过程中得到的各剥除层的应变释放系数,计算出了剥除层释放的残余应力。运用弹性力学理论推导得到了材... 针对材料内部残余应力分布的传统剥层测量方法,对底部贴片的剥层法进行改进,通过测量底部释放的应变,结合有限元方法模拟残余应力释放过程中得到的各剥除层的应变释放系数,计算出了剥除层释放的残余应力。运用弹性力学理论推导得到了材料内部初始残余应力的修正公式。随后基于两种方法对典型7075T651航空铝合金预拉伸板的内部残余应力进行了测量,并对测量结果进行了分析和比较。结果表明,改进法能够有效评估材料内部初始残余应力分布规律,但是在个别深度处测量精度有待进一步提高。 展开更多
关键词 铝合金预拉伸板 7075T651铝合金 初始残余应力 有限元法 改进剥层法
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飞机整体结构件加工变形的初始残余应力-初始几何误差耦合影响与控制 被引量:2
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作者 林锋 姚婉 +2 位作者 秦国华 叶海潮 陶江 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2731-2742,共12页
随着高速铣削中材料的去除,毛坯初始残余应力的释放必将引起飞机整体结构件的加工变形。分析具有初始几何误差的毛坯初始残余应力释放造成的加工变形是控制加工质量的核心,对于实现加工过程的精密化至关重要。建立加工变形的力学模型及... 随着高速铣削中材料的去除,毛坯初始残余应力的释放必将引起飞机整体结构件的加工变形。分析具有初始几何误差的毛坯初始残余应力释放造成的加工变形是控制加工质量的核心,对于实现加工过程的精密化至关重要。建立加工变形的力学模型及其相应的有限元方法,揭示毛坯初始几何误差对零件变形的影响规律。以最小变形为目标建立加工位置的优化模型,根据相邻两个加工位置的增量不超出阈值这一条件,提出优化模型的步长递减算法。计算结果表明:无论变形趋势还是幅值,三框整体结构件加工变形的模型计算值、有限元仿真值与试验结果均非常吻合;毛坯有初始几何误差与无初始几何误差两种情况下,三框整体结构件的最佳加工位置分别为22.7543 mm和23.265 mm,相应的零件变形值分别为-0.006 mm和-0.007 mm;毛坯无初始几何误差时,零件在位置22.7543 mm处的变形为0.043 mm;毛坯有初始几何误差时,零件在位置23.265 mm处的变形则为-0.144 mm;所得结果进一步验证了毛坯初始几何误差对零件变形具有极大影响。 展开更多
关键词 飞机整体结构件 初始残余应力 初始几何误差 加工变形 加工位置 步长递减算法
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关于初始残余应力对薄壁回转件加工变形的影响探究 被引量:1
13
作者 彭应征 《内燃机与配件》 2020年第5期102-103,共2页
近年来,伴随着我国综合实力的提升,航空工业发展随之也得到了不错的发展。由于飞机与人们的出行安全有着密切的联系,所以,在现代化社会中人们逐渐提高了对飞机性能的要求。薄壁件作为飞机制造的元素之一,虽然薄壁件自身的优势能给飞机... 近年来,伴随着我国综合实力的提升,航空工业发展随之也得到了不错的发展。由于飞机与人们的出行安全有着密切的联系,所以,在现代化社会中人们逐渐提高了对飞机性能的要求。薄壁件作为飞机制造的元素之一,虽然薄壁件自身的优势能给飞机制造带来诸多好处,但不可否认的是,其在加工的过程中仍会受到残余应力等因素影响导致变形。基于此,加大对初始残余应力对薄壁回转件加工变形造成的影响研究极为迫切。 展开更多
关键词 初始残余应力 薄壁回转件 加工变形影响
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基于多应力耦合的航空框类零件加工变形仿真分析及其控制技术 被引量:1
14
作者 陈绍清 彭承明 王聪康 《机械工程师》 2009年第4期34-36,共3页
针对航空铝合金7050-T7451材料框类零件数控加工变形问题,采用三维有限元方法分析了耦合应力对加工变形的影响机理。首先,利用单元生死技术、动态载荷步分别模拟铣削加工过程中材料去除和走刀过程,分析了初始残余应力、装夹应力和铣削... 针对航空铝合金7050-T7451材料框类零件数控加工变形问题,采用三维有限元方法分析了耦合应力对加工变形的影响机理。首先,利用单元生死技术、动态载荷步分别模拟铣削加工过程中材料去除和走刀过程,分析了初始残余应力、装夹应力和铣削机械应力耦合状态下走刀路径对加工变形大小及其分布状况的影响规律。其次,以不同的装夹方案为边界条件,分析了耦合应力对加工变形的影响规律,可为航空结构件加工的尺寸稳定性提供理论指导和工艺策略。 展开更多
关键词 有限元方法 初始残余应力 走刀路径 装夹方案 材料去除
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辊式校平过程对船用大尺寸10Ni5CrMoV钢板材初始残余应力的影响 被引量:1
15
作者 胡军峰 杨建国 +1 位作者 方洪渊 李光民 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期70-74,102,共6页
用实验和数值模拟相结合的方法,研究了辊式校平过程对10Ni5CrMoV钢大尺寸船用板材残余应力的影响规律。实验结果和有限元结果的对比表明,大尺寸板材的辊式校平的有限元分析过程可以用平面应变问题来处理,并能保持相当的精度;校平过程对... 用实验和数值模拟相结合的方法,研究了辊式校平过程对10Ni5CrMoV钢大尺寸船用板材残余应力的影响规律。实验结果和有限元结果的对比表明,大尺寸板材的辊式校平的有限元分析过程可以用平面应变问题来处理,并能保持相当的精度;校平过程对于板材上表面的长度方向应力影响很大。有限元分析的结果表明,校平过程中板材承受反复的拉压,从而在板材表面形成一层关于中性层对称的塑性变形。 展开更多
关键词 辊式校平 数值模拟 大尺寸板材 初始残余应力 10NI5CRMOV钢
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初始残余应力对铝合金7475板件变形的解析法研究 被引量:1
16
作者 林爱琴 郑敏利 +1 位作者 樊春光 顾岩 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2012年第6期113-117,共5页
针对航空铝合金7475典型件在加工中易引起弯曲变形,导致加工精度超差,成品率低下等问题,利用解析法和工程力学理论研究其初始残余应力在单面剥层和正反面剥层两种情况下每剥一层后残余应力的重新分布规律和对应的工件变形情况,利用实验... 针对航空铝合金7475典型件在加工中易引起弯曲变形,导致加工精度超差,成品率低下等问题,利用解析法和工程力学理论研究其初始残余应力在单面剥层和正反面剥层两种情况下每剥一层后残余应力的重新分布规律和对应的工件变形情况,利用实验进行验证此解析方法计算结果是正确的。通过解析值可知,单面剥层时,在剥层超过板厚一半多时工件向相反方向翘曲变形,而正反面剥层时始终沿一个方向弯曲,而且工件变形值比单面剥层时的变形值小。这种解析方法可以通过残余应力的变化规律及工件变形情况来有效地控制工件变形,同时适用于其他材料相关分析,是一个通用性强的方法。 展开更多
关键词 铝合金7475 初始残余应力 解析法 加工变形
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深冷处理对抗氢钢薄壁构件初始残余应力及变形的影响
17
作者 尚逢祥 孔金星 李昀桦 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第7期109-115,共7页
为减小初始残余应力对抗氢钢薄壁构件加工变形的影响,基于轮廓法研究了不同深冷参数与高温复合时效对初始残余应力的影响,采用慢走丝加工模拟材料去除,研究初始残余应力释放对抗氢钢薄壁平面构件变形的影响。结果表明:锻造后未经时效处... 为减小初始残余应力对抗氢钢薄壁构件加工变形的影响,基于轮廓法研究了不同深冷参数与高温复合时效对初始残余应力的影响,采用慢走丝加工模拟材料去除,研究初始残余应力释放对抗氢钢薄壁平面构件变形的影响。结果表明:锻造后未经时效处理的抗氢钢初始残余应力呈现内拉外压的分布特征,残余拉应力峰值为300 MPa;经过350℃2 h、−130℃10 h、350℃2 h深冷处理后的试样残余应力空间分布特性保持稳定,残余拉应力峰值降低至100 MPa,应力幅值降低了66.7%。随着材料去除量的增加,不同时效处理试样的加工变形量随之增加。锻造后未处理试样变形最大,而350℃2 h、−130℃10 h、350℃2 h处理试样变形最小,当去除量为1.6 mm和3.2 mm时,两种时效的薄壁平面构件加工变形降低了66.7%和44.4%。 展开更多
关键词 抗氢钢 深冷处理 轮廓法 初始残余应力 加工变形
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初始残余应力对齿轮磨削后应力分布的影响 被引量:1
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作者 王延忠 李岩 +1 位作者 刘旸 赵兴福 《新技术新工艺》 2016年第8期31-36,共6页
磨削作为齿轮加工的重要工序,对齿轮的精度和应力分布有决定性的影响,然而大部分关于齿轮磨削的研究极少考虑初始残余应力的影响,使得分析结果的准确度有所降低。利用有限元方法模拟了齿轮的热处理过程,获取了齿轮磨削前的初始残余应力... 磨削作为齿轮加工的重要工序,对齿轮的精度和应力分布有决定性的影响,然而大部分关于齿轮磨削的研究极少考虑初始残余应力的影响,使得分析结果的准确度有所降低。利用有限元方法模拟了齿轮的热处理过程,获取了齿轮磨削前的初始残余应力,在此基础上进行了齿轮磨削仿真,得到了考虑初始残余应力的齿面残余应力分布和齿轮变形情况,给出了12Cr2Ni4A齿轮淬火温度的最佳区间。为精确获取齿轮磨削后的应力与变形情况提供了一种方法,同时为优化齿轮的热处理工艺提供了理论参考。 展开更多
关键词 齿轮磨削 初始残余应力 齿面变形 有限元方法
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考虑初期残余应力对Q345高强钢厚板多层多道焊接残余应力影响的数值模拟分析
19
作者 杨永春 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第13期186-189,共4页
在实际生产过程中,焊接试件在实施焊接之前,一般都会经过一系列的热加工和机械加工。如此一定会使得焊件在焊前就已经存在一定分布的应力,即初期残余应力。为了研究该初期应力对焊接残余应力分布及其数值的影响,尤其是对多层多道焊接的... 在实际生产过程中,焊接试件在实施焊接之前,一般都会经过一系列的热加工和机械加工。如此一定会使得焊件在焊前就已经存在一定分布的应力,即初期残余应力。为了研究该初期应力对焊接残余应力分布及其数值的影响,尤其是对多层多道焊接的影响,本文基于有限元分析软件MSC.Marc,开发了用于模拟厚大接头多层多道焊的焊接温度场、应力场和变形的热-弹-塑性有限元计算方法,以钢结构中常用的对接接头为研究对象,建立有限元模型,采用所开发的方法,对板厚为20 mm的Q345高强钢焊接残余应力和变形进行了数值模拟。在该有限元模型计算中,采用生死单元技术,并仔细考虑了焊缝与母材随温度变化的高温热物理性能和力学性能数据来模拟焊接过程中的热-力学行为。研究结果表明,初期应力对焊接区域焊接残余应力的影响较小,但是对远离焊接区域无论是分布还是数值均有一定的影响;初期应力对最终的焊接变形的数值有一定的影响,但是对变形的分布影响较小。 展开更多
关键词 有限元法 初始残余应力 焊接变形
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基于接触约束边界条件的加工变形预测方法
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作者 周文兵 张以都 +1 位作者 吴琼 高瀚君 《计算机仿真》 北大核心 2018年第10期250-255,共6页
有限元仿真被广泛应用于航空薄壁结构件加工变形的预测分析,针对现有3-2-1约束原则建立仿真边界条件时存在众多的问题,提出了接触单元约束边界条件法(接触边界法)。基于接触边界法建立有限元预测模型,并引入实测初始残余应力对工件加工... 有限元仿真被广泛应用于航空薄壁结构件加工变形的预测分析,针对现有3-2-1约束原则建立仿真边界条件时存在众多的问题,提出了接触单元约束边界条件法(接触边界法)。基于接触边界法建立有限元预测模型,并引入实测初始残余应力对工件加工变形进行了仿真预测。为验证接触边界法的准确性,选取工件展开了铣削加工及变形测量实验,结果表明仿真与实验变形在变化趋势及变形值上均具有很好的一致性,从而验证了接触边界法的可靠性。利用接触边界法建立的有限元模型对加工后的工件残余应力场进行预测,结果表明:通过变形和残余应力重分布会使加工后工件内部残余应力场达到新的平衡;对于薄壁结构件,材料大量去除后,残余应力值明显减小。 展开更多
关键词 初始残余应力 边界条件 有限元预测模型 加工变形预测
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