ABAQUS二次开发在列车薄壁框体零件铣削变形预测中的应用

针对列车薄壁框体零件在铣削加工中易产生变形且变形无法直接预测的难题,通过Python脚本语言对ABAQUS有限元软件进行二次开发,将实际铣削力简化为静态铣削力,建立了人机交互、参数化建模的“日”型薄壁框体零件铣削变形预测插件,利用插件对比研究了无填充情况以及分别使用纯石蜡、聚氨酯填充加固后的零件侧壁铣削加工变形量。结果表明:纯石蜡填充加固变形最小,聚氨酯泡沫填充加固次之,无填充时加工变形最大。该研究为减小框类零件加工制造过程中的铣削变形提供了方法,同时为其他相关领域的二次开发提供参考。

多点装夹方案对多框体铣削变形影响的有限元分析

多框体刚性差,在铣削加工过程中由于装夹方式不当容易产生加工变形,影响加工精度。目前,国内外对装夹方案的研究局限于单框的装夹效应的研究,没有分析装夹方案对多框体铣削加工变形的影响。本文利用有限元法模拟分析了装夹方案对多框体铣削加工变形的影响。从控制多框体铣削加工变形的角度出发,对夹具/支撑的作用位置,夹紧力大小进行了优化。结果表明,为了有效地控制多框体的铣削加工变形,应相应地减小夹具/支撑的间距和适当地增大夹紧力。

用BP神经网络预测数控铣削变形

铣削变形问题一直是影响薄壁件加工精度的瓶颈问题。由于引起铣削变形的因素较多以及铣削过程本身的复杂性,使得铣削参数与变形量之间的关系很难用准确的解析式来表示。因此借助神经网络的非线性映射能力,建立了变形量与铣削参数之间的非线性映射模型。结果显示:所建立的神经网络模型具有较高的精度和良好的泛化能力。该研究为进一步的铣削参数优化提供了保障。

铝合金航空薄壁框铣削变形预测研究

铝合金航空薄壁框刚性差,铣削加工过程中极易产生加工变形,影响工件加工精度和生产成本。本文利用有限元方法,模拟分析了铣削力对航空薄壁框类零件加工变形的影响,从控制航空薄壁框铣削加工变形的角度出发,分析了不同框体尺寸航空薄壁框的铣削应力与加工变形情况,得到了加工变形规律。本研究可为预测和控制航空薄壁框类零件的加工变形提供方法和依据,对航空薄壁框类零件的结构设计、缩短研制周期和进一步提高生产率等都具有重要意义。

航空铝合金薄壁件铣削变形预测研究

铝合金比强度较高,广泛应用于航空航天、精密仪器和武器等行业,这些行业的零件多是薄壁件,其刚度较差,加工过程中易产生变形而使加工精度降低。为提高薄壁零件加工精度,需对其加工过程中的变形量精确预测。基于此,以J-C本构方程为基础,考虑材料热力学动态性能和断裂准则对铣削变形的影响,建立薄壁零件铣削变形量预测模型。利用UG软件建立铝合金7050-T7451薄壁特征工件。利用Deform-3D对材料本构模型、切屑分离和切屑断裂等进行描述,形成铣削加工有限元模型,对铣削变形量进行预测。进行薄壁件铣削试验,对比仿真预测结果与实验测量结果,证明了预测模型的可行性。

7022铝合金FSJ拼连板材铣削变形分析

利用有限元方法对搅拌摩擦连接(Friction stir jointing,FSJ)连接铝合金板材铣削加工过程进行模拟,分别获得连接板材铣削后的残余应力分布和变形规律,并通过实验验证模拟结果的正确性。通过模拟得出铣削残余应力主要集中在连接区,横向残余应力大于纵向残余应力。纵向残余拉应力主要集中在连接区中心部位及两端,其他部位均为残余压应力;横向残余拉应力主要集中在连接区中间位置。连接板材铣削后在中心位置出现下凹,板材两端向下弯曲形成"M"形状。

基于ABAQUS的航空叶轮铣削变形机理研究

高速铣削制造航空整体叶轮时,叶轮叶片的变形问题是影响叶轮加工精度的主要原因。而铣削过程中的铣削力、切削热、残余应力则是导致叶片变形的直接因素。为了探究叶片的变形机理,基于叶片的几何特征和加工工况,提出了将叶轮叶片简化为悬臂梁结构的分析方法,同时采用有限元分析软件ABAQUS建立反映叶片铣削过程高温、高应变率状态的铣削模型,模拟分析不同铣削参数下整体立铣刀铣削航空铝合金7075-T7451叶片的过程。叶片铣削模拟过程揭示了铣削速度、每齿进给量、径向铣削深度三个主要铣削参数对铣削力、切削热、叶片表面残余应力的影响,为制造整体叶轮时加工参数的选取、加工变形及震颤控制提供依据。

基于SolidWorks和ABAQUS的涡轮叶片的铣削变形分析

针对涡轮叶片在铣削加工中的变形问题,基于SolidWorks和ABAQUS软件,建立了某涡轮叶片的三维模型,进行了铣削变形有限元仿真分析,获得了涡轮叶片变形的基本规律。针对涡轮叶片加工变形过大不能满足精度要求的问题,改进装夹方式,改进后的仿真结果表明方案可行。用三维扫描仪扫描零件并生成实际工件的模型,与理论模型对比。结果表明:有限元分析得出的变形量及其变形位置和趋势与实际工况条件下加工出的零件变形分布区域及趋势相符,证明铣削力模型的正确性以及利用有限元方式分析叶片加工过程的可行性,为进一步研究叶片多轴加工变形控制提供了思路。

一种碳纤维层压板铣削变形仿真分析方法

研究了碳纤维层压板有限元模型的构建方法,并以某典型碳纤维层压板为例,通过试验获得了其材料性能参数和加工时的三向铣削力,并应用该方法和试验所得数据在ANSYS中建立了精确的碳纤维层压板仿真模型。以此为基础提出了碳纤维层压板铣削变形的有限元仿真分析方法,并进行了验证试验。试验结果表明,仿真值与实际加工中的变形量吻合较好,平均相对误差为4.1%。因此可以通过该方法对碳纤维层压板铣削变形进行预测,从而为加工工艺的合理性及优化提供一定的参考。

2A12铝合金机油泵盖的铣削变形分析

薄壁构件往往在受到垂向载荷后会发生屈曲,产生巨大挠度而导致影响加工精度。引起这种现象的垂向作用力有刀具加工时施加的作用力和固定工件时施加的夹紧力。基于ABAQUS软件,对2A12铝合金机油泵盖的铣削变形进行了数值模拟和研究,结果表明,实际选择的夹紧力引起的纵向变形量是微米量级的,对实际要求的加工精度的影响可以忽略不计,而主要影响变形的是铣削力的大小,且与生产中的实际情况相吻合。

2124铝合金桁梁薄壁件铣削变形仿真优化

桁梁薄壁件具有壁薄、材料去除率高等特点,大量材料去除后将引起内应力的再平衡,使得加工变形变得难以控制。基于Abaqus有限元仿真分析,建立桁梁薄壁件铣削加工的有限元仿真模型,优化装夹方案,对比不同特征结构加工顺序下桁梁薄壁件的变形大小,选择最优走刀策略,大大减少了桁梁薄壁件的加工变形。

基于有限元分析的走刀策略对铝合金薄壁筋铣削仿真工艺研究

铝合金薄壁筋具有弹载计算机结构件的典型特征,其结构简单但整体刚性差,在加工过程中极易产生加工变形,影响工件的加工精度。为合理选择走刀策略,使用ABAQUS软件对铝合金薄壁筋铣削过程进行有限元仿真建模,分析了不同走刀策略下铣削过程中的铣削力及工件铣削后的变形情况。同时设计对照试验组进行试切验证,通过三坐标测量仪分别测量了薄壁筋在不同走刀策略下的形变,验证了仿真分析结果的正确性。

钛合金薄壁件超声振动辅助铣削工艺研究

在钛合金薄壁件的铣削加工过程中,存在薄壁件变形大、加工精度低等问题,为此,提出了一种基于超声振动的辅助铣削加工工艺方法。首先,分析了钛合金材料的切削变形机理,得到了影响工件变形的关键因素,为后续参数指标分析提供参考;然后,利用ABAQUS有限元仿真软件,对钛合金薄壁件的形变和受力情况进行了分析,讨论了超声振动的作用机理及其对切削力的影响;最后,在超声辅助条件下,通过单因素试验,研究了不同工艺参数对薄壁件铣削形变量的影响规律。研究结果表明:超声振动辅助加工可有效解决薄壁件铣削变形问题,大幅提高其加工精度;随着主轴转速和超声功率的增加,薄壁件的变形量呈逐渐降低的趋势;而随着进给速度的增加,薄壁变形量呈逐渐增加的趋势。该试验结果与仿真结果基本一致,与理论值的平均误差在5%以内,由此可见,该结论可为钛合金薄壁件铣削加工中参数的选择和优化提供参考。

航空航天薄壁件铣削过程加工状态监测研究进展

对切削加工状态进行精准监测,是实现航空航天薄壁件加工变形控制的重要保障。围绕航空航天薄壁件铣削加工状态监测的最新研究进展进行了评述,详细介绍了建立加工状态监测模型的关键技术与方法,包括加工信息采集处理、特征提取和特征融合。归纳了学者们在薄壁件加工过程中对刀具磨破损、铣削颤振、铣削变形等具体状态监测的研究进展。基于数字孪生技术,构建了面向薄壁件铣削加工状态监测的优化系统。最后,根据现阶段本领域发展状况对薄壁件铣削加工状态监测进行了展望。

铝合金薄壁件铣削加工变形有限元分析

提出一种预测汽车主模型检具复杂薄壁件铣削加工变形的方法,将有限元技术应用于薄壁件铣削加工变形的研究中。以简单薄壁件为例,建立有限元模型,预测铣削过程中薄壁件的加工变形,并通过铣削实验对有限元分析结果进行验证,为汽车主模型检具制造工艺的技术改进提供理论依据。

航空铝合金薄壁件铣削变形预测分析

航空铝合金薄壁件的精度要求较高,所以在铣削的过程中需要基于精度做具体的操作,这样,薄壁件的质量才能够得到保证。就现阶段的航空铝合金薄壁件铣削加工来看,薄壁件存在着明显的变形,这种变形情况的存在对薄壁件的质量提升十分不利,对其的安全利用也会产生显著的影响,所以需要对变形做有效控制。从现实分析来看,对具体的变形做预测分析,然后给予预测做相应的铣削参数调整,变形情况能够做到有效遏制,所以文章就航空铝合金薄壁件铣削变形的预测做具体分析,旨在为实践提供指导和参考。

精铣塞铁的防变形夹具的设制与应用

本文简述了以往塞铁的铣削方法和弊端,阐述了塞铁精铣后变形的客观原因,并论述了塞铁精铣不变形的夹具原理,并对塞铁精铣不变形的夹具设制进行了综合概述,讲解了工装的具体应用。该工装夹具设计新颖、制做简单、操作简捷、无需对工件校正、定位准确、装夹可靠,减小和控制了塞铁的铣削变形量,大大提高了后续的研磨工效;开辟了铣削塞铁的新工艺。

基于进化神经网络的薄壁件加工变形预测与抑制方法

加工变形的合理分析与精准控制可实现铣削过程的高效化和精密化。因此,首先依据实际的加工工况,建立了薄壁件铣削过程的有限元分析模型,通过薄壁T形件的铣削加工,验证了有限元仿真值与实验数据之间的吻合性。其次,利用正交实验设计方法和有限元方法获得输入样本与训练样本,通过将训练样本的预测误差作为适应度函数,采用遗传算法得到加工变形的进化神经网络模型,利用有限元仿真值比较表明进化神经网络的预测误差不超过6%。最后,以最小的加工变形为目标建立了刀具几何参数的优化模型,并依据加工变形越小染色体越健壮的原则,提出了刀具几何参数的遗传算法解算方法。在提高铣削变形计算效率的基础上,能够实现薄壁件铣削刀具的合理设计与选择。

基于Rayleigh-Ritz法的钛合金薄壁件非均匀余量加工变形控制研究

为减小钛合金薄壁件切削加工过程中的变形,提出了一种新型的非均匀余量设计策略。建立了基于Rayleigh-Ritz法的薄壁件铣削加工变形预测数学模型,提出了离散化的余量体积单元设计思路并完成了工件的非均匀余量设计,最后对比分析了不同余量设计策略对薄壁悬臂结构件加工变形的影响。研究结果表明:所提出的基于Rayleigh-Ritz法的离散余量体积单元非均匀余量设计策略对工件自身刚度利用率高,表面加工误差分布一致性好,且对控制最大表面加工误差具有更优的效果。

切削参数对弯曲薄壁件变形规律的有限元仿真

钛合金薄壁件在切削加工时易产生弹性变形,降低薄壁件的加工质量。针对钛合金弯曲薄壁零件加工易变形的问题,建立了薄壁零件的有限元模型,研究了刀具在加工零件时不同位置和不同切削参数下对薄壁零件铣削变形的影响,确定了零件的最大变形点,并运用多指标正交试验确立了最优的刀具切削参数。