航空制造业在当代社会发展迅速,随之而来对航空结构件的精度也提出了更高的要求。航空整体结构件在加工后发生弯曲变形、扭转变形等问题上也越加突出。由于工件在加工后产生变形而无法达到使用的要求,导致生产效率降低和成本提高,给航空制造业造成非常大的困扰和损失。影响航空整体结构件加工变形的因素众多(例如:工件材料属性、初始残余应力、加工残余应力、温度变化、切削力、切削热、工艺参数等)。目前,针对航空整体结构件加工变形的研究,很少有从结构件刚度演变和能量转换方向分析航空整体结构件的加工变形。本文将从结构件的刚度演变规律和基于能量理论法来研究航空整体结构件的加工变形,以7050-T7451铝合金为研究材料,针对铝合金整体结构件加工变形机理开展研究。主要研究的内容为框类结构件加工过程中刚度的演变与理论建模、基于能量法分析结构件加工变形规律、基于变形最小化航空框类整体结构件加工策略分析三个方面。(1)进行了7050-T7451铝合金板材的刚度理论计算和有限元模拟分析,通过理论计算出铝合金板材的理论刚度,然后分别从不同位置隔框对结构件刚度的影响、逐层去除材料对结构件刚度的影响以及逐个去除隔框材料对结构件刚度的影响三个方面研究航空结构件的刚度演变,通过分析不同位置隔框和不同去除材料的方式对结构件的刚度影响,为加工策略分析提供依据。(2)工件变形的本质是能量转换,基于能量理论法分析航空铝合金结构件加工变形。在合理的假设条件下,根据能量守恒定律,计算出去除材料所蕴含的应变能。利用去除材料所蕴含的应变能等于加工完工件所蕴含的弯曲应变能,通过编程计算,预测得出在框类结构件去除隔框材料的过程中工件的变形规律。最后与有限元模拟以及实验得出的结构件变形规律相互印证。(3)针对不同加工工艺顺序引起航空整体框类结构件变形问题,基于ABAQUS建立初始残余应力引起框类整体结构件加工变形的有限元模型,分析了毛坯初始残余应力引起框类整体结构件的加工变形规律,研究了不同加工顺序对航空框类整体结构件变形的影响,寻找最优的加工策略。