【摘 要】
:
与传统金属材料相比,铝蜂窝材料具有优异的性能,如质量轻、比强度高和隔热散热性能好等。然而蜂窝属于典型的薄壁多孔结构,其面内刚度较低,在加工时容易产生各种缺陷,影响零件的使用性能和寿命。本文通过铝蜂窝芯铣削实验得到了铝蜂窝芯铣削加工典型缺陷,利用ABAQUS仿真软件建立了含有加工缺陷的蜂窝夹层结构平面压缩和低速冲击有限元模型,并通过压缩试验和落锤低速冲击试验进行了验证,分析了铝蜂窝芯铣削加工缺陷对夹
论文部分内容阅读
与传统金属材料相比,铝蜂窝材料具有优异的性能,如质量轻、比强度高和隔热散热性能好等。然而蜂窝属于典型的薄壁多孔结构,其面内刚度较低,在加工时容易产生各种缺陷,影响零件的使用性能和寿命。本文通过铝蜂窝芯铣削实验得到了铝蜂窝芯铣削加工典型缺陷,利用ABAQUS仿真软件建立了含有加工缺陷的蜂窝夹层结构平面压缩和低速冲击有限元模型,并通过压缩试验和落锤低速冲击试验进行了验证,分析了铝蜂窝芯铣削加工缺陷对夹层结构力学性能的影响规律,为了控制影响蜂窝夹层结构力学性能的主要缺陷,优化了铣削加工参数,主要研究内容如下:(1)通过铝蜂窝芯铣削实验,得到了铝蜂窝芯加工表面典型缺陷的形貌特征,研究了不同加工参数对缺陷的影响规律。结果表明,蜂窝的铣削加工中容易产生明显的加工缺陷,主要缺陷有:撕裂、翻折压溃、开裂脱胶,同时在铝蜂窝芯铣削加工表面伴有一定的微小毛刺。(2)通过铝蜂窝夹层结构压缩试验和有限元模拟,研究了蜂窝芯在面外压缩载荷下的变形过程,分析了不同加工缺陷对夹层结构平压性能的影响。结果表明,铝蜂窝芯加工缺陷中撕裂对夹层结构平压性能的影响最大;蜂窝壁的翻折影响较小;节点处的开裂脱胶在达到一定的剧烈程度后,铝蜂窝的承载能力会有一定的下降。(3)通过铝蜂窝夹层结构落锤低速冲击试验和有限元模拟,对比分析了在不同冲击条件下加工缺陷对夹层结构的影响。研究发现,在不同的冲击能量下铝蜂窝芯加工缺陷使夹层结构吸能量轻微下降;面板厚度的不同对蜂窝夹层结构冲击性能的影响较大,加工缺陷的存在会使夹层结构的比吸能降低,增加蒙皮面板的厚度可以减小加工缺陷的影响;不同的冲头类型对夹层结构冲击过程中极限载荷影响较大,在相同的冲头类型下,含有不同加工缺陷的夹层结构吸能量变化较小,吸能量基本相同。(4)通过不同铣削速度和进给速度比值下的蜂窝芯铣削实验,分析了铝蜂窝芯铣削加工过程和铣削参数对铣削力的影响规律,得到了加工表面质量和加工参数的关系。结果表明,铣削力随主轴转速的增加先减小后增大,随铣削深度和进给速度的增加而增大;拟合了蜂窝壁撕裂缺陷量化数学模型,加工表面撕裂缺陷随铣削速度和进给速度比值的增加呈指数下降;以减少加工表面撕裂缺陷为优化目标,优化了铝蜂窝芯铣削加工参数。
其他文献
由于现代物联网技术和信息化技术的兴起与发展,卷烟企业越来越重视能源管理系统的建设及改进,期望通过新的技术手段对企业的能源利用实现精细化管理,从而为节能工作的开展提供指引和帮助。能耗预测作为企业能源管理系统的重要组成模块,目前对于卷烟生产过程系统能耗预测的研究还比较少,而且能耗预测误差较大,因此,寻找准确可靠的能耗预测模型是一项重要的任务。为解决上述问题,本文结合国内某卷烟企业的实际生产过程工艺及其
精密金属表层图案是高性能天线等关重件的核心功能结构,在零件轻量化及结构功能一体化发展趋势下,其加工逐渐以激光刻蚀技术为主。但由于薄壁件受装夹力作用发生形变,理想轨迹下易引发光束偏焦和图案形位偏差等问题,难以保证加工精度。鉴于此,本文开展了虑及夹紧变形的薄壁件表层图案激光加工轨迹修正方法研究,内容如下:首先,阐明薄壁回转件的工件-夹具摩擦力需求,将夹紧部位简化为理想周边固支平圆板,计算表明挠度超过激
本文基于直线导轨测量的运动几何学原理,研究了机床直线导轨测评的运动几何学模型,基于非完备性测量的退化模型开展了单导轨单双滑块装配模式下单双表测评,开展了基于完备性测量模型结合机床插补模式的两轴联动工作台误差补偿方法研究。主要研究方法与内容如下:(1)提出了机床直线导轨测量的运动几何学原理,依测量运动参数、被测几何要素和传感器测量参数等三要素间所必须满足的运动链关系建立了直线导轨测量的运动几何学模型
精密表层图案是实现远程通讯、电路集成和信号采集等重要功能的基础结构。随着相关零件趋向面形复杂、刚度弱化、布线紧凑和材料广泛等特点,具有非接触、灵活性强、材料适用广等优点的激光加工成为表层图案主流加工方法。然而面对日益严苛的高精高效要求,亟需解决高斯能量分布引发斜坡状刻蚀边缘、跨尺度图案限制下面域蚀除效率低、单一扫描策略难以兼顾轮廓质量与进给速度等问题。鉴于此,本文开展了覆层图案激光加工边缘锥角抑制
随着科学技术和制造业的发展,复杂零件需求越来越大,这些零件广泛应用于航空航天、生物医疗和交通运输等领域。而一些传统的加工方法在制备这些复杂零件时则略显困难,增材制造技术的出现和进步可以有效解决复杂结构零件成形的问题。但由于增材制造技术成形的特点,所制造的零件通常带有“粉末粘附”、“球化现象”等缺陷,这些缺陷严重影响了零件的使役性能和寿命,因此需要对增材制造零件进行处理才能投入使用。为了解决增材制造
精密物理实验、先进装备工程、智能制造等高新技术领域对具有区域周向低频起伏、局部曲率急变等复杂几何特征的类回转曲面零件不断提出新的需求。在诸多高性能制造技术中,精密车削由于其连续切削特性,易实现零件的高表面完整性和表面光洁度;同时,精密车床结构紧凑、刚度好,对关键零部件的高精高效加工发挥着日益重要的作用。随着机床技术的进步,一种基于慢刀伺服系统的新型车削创成方法逐渐适用于复杂曲面零件的精密制造。然而
近年来,全球气候变暖问题日益严重,山火灾害愈发突出,伴随着人类科技进步与社会思潮的变迁,如何科学的、批判的认识山火对人类与自然的影响成为亟待解决的科学问题。全面的认识山火事件所产生的积极意义与消极影响,选择恰当的山火应对策略与方案至关重要。在山火应对行动的研究中,除了应急预案涵盖的应对行动顶层设计,与基于火灾情景、孕灾环境与承灾体三要素生成的具体行动方案之外,还应包括衔接战略决策与执行决策之间的策
残余应力是指消除外部作用后仍存在于材料内部的应力,残余应力会影响零部件的疲劳强度、耐应力腐蚀和抗蠕变能力等力学性能,进而影响其使用性能与使用寿命,因此精确稳定的残余应力测试方法在工程实际中具有重大的研究价值。小孔法是目前工程实际中,应用最为广泛的一种机械零部件近表面残余应力测试方法,目前小孔法测量残余应力时,通常采用钻削、铣削等机械方法加工小孔。机械加工小孔属于接触式加工,加工过程中试件会引入附加
对增材制造“工艺—组织—性能”关系的认知和掌握是实现控形、控性的关键,而增材制造过程中强烈的物理、化学变化以及复杂的物理冶金过程使得其“工艺—组织—性能”关系难以准确把握。金属增材制造涉及传热、传质和相变等,是一个多尺度多物理场多学科交叉问题。目前,实验研究无法直观地反映工艺-物理场-凝固组织之间影响过程机理,并且“试错法”主导试验和工艺设计导致实验成本高昂、研发效率低效。本文通过构建增材制造多尺