航空薄壁回转体零件热处理残余应力的建模与仿真

航空薄壁回转体零件由于自身结构的特殊性,使得残余应力对其变形和精度稳定性有着很大的影响.采用热弹塑性有限元模型对薄壁回转体铝合金零件的热处理过程进行建模和仿真,运用有限元软件,对2A12铝合金薄壁回转体零件热处理过程瞬态温度场和应力场进行模拟,分析了热处理各个阶段的应力分布形态,并进行实验验证,数值模拟得到的残余应力值与实验结果基本一致.     

减少铝合金半环零件变形工艺研究

铝合金材料因其密度低、耐腐蚀性能好、抗疲劳性能优异、质量轻等优点在航空发动机中得到广泛的应用。但由于航空发动机零部件公差要求较严格,而铝合金零件在机械加工完成后,由于残余应力的释放使零件变形较大,无法满足使用要求,从而导致该类零件废品率居高不下,造成了严重的经济损失和资源浪费。本文通过试验对比的方法找出造成残余应力产生的主要原因,并通过相应的工艺改进减小了零件的变形,从而满足了零件的使用要求,取得了很好的经济效益。     

7085铝合金残余应力及加工变形的数值仿真与试验

毛坯残余应力的测量以及零件的加工变形分析是航空整体结构件数控加工工艺研究的难题。应用MSC.Marc软件对某型飞机主起支撑接头的7085铝合金锻件毛坯的淬火-压缩工艺进行了数值仿真,获得了毛坯残余应力分布趋势;应用X射线衍射法与钻孔法测量了毛坯表层残余应力分布,提出了基于系数修正法的毛坯残余应力分析方法,通过最小二乘法（LSM）拟合仿真值与试验值以获得应力修正系数,并对毛坯残余应力分布的仿真结果进行修正,获得了实际毛坯的残余应力分布;由此进行了主起支撑接头缩比零件加工变形仿真与验证试验。研究结果表明：7085铝合金块状毛坯残余应力数值仿真结果与测试结果的趋势吻合,为应力修正提供了物理基础;相对于未修正的应力分布,基于修正后的应力分布仿真获得的变形结果精度提高了50%;7085-T7452铝合金的毛坯残余应力是导致主起支撑接头加工变形的主要因素。     

基于残余应力重分布的导轨梁加工变形仿真与变形控制工艺方案研究

为解决大型薄壁铸件导轨梁在材料去除过程中因残余应力的释放与重分布导致变形超差的工艺难题,对导轨梁零件加工工艺进行分析,实现零件模型的简化与子结构分割;同时开展零件毛坯表面残余应力测量,成功建立零件毛坯初始应力模型。在此基础上结合实际加工工艺开展零件加工有限元仿真,模拟加工过程中由于材料去除引起的残余应力释放,预测了加工过程中残余应力重分布规律和加工变形情况。总结了零件加工变形的有限元仿真结果,提出抑制零件加工变形的工艺方案。经验证,改进后的工艺顺序使零件最大变形量由0.485 mm降至0.081 mm,降低83.3%,避免了零件在加工过程中的尺寸超差。同时该平面作为后续加工的基准,保证了后续加工的精度,为生产工艺优化提供了有效的理论依据。     

铝合金厚板淬火残余应力的有限元模拟及其对加工变形的影响

航空整体结构件在加工过程中容易发生较大变形。为了研究毛坯的初始残余应力对整体结构件加工变形的影响,采用准耦合方法,利用有限元软件ABAQUS模拟7075铝合金毛坯的淬火过程,研究该过程中温度的变化和残余应力的分布规律,并在含有淬火残余应力的毛坯上进行材料去除模拟。结果表明,模拟产生的比例件的变形与实际加工的比例件的变形非常近似,从而证明了毛坯的初始残余应力是引起整体结构件加工变形的主要因素,同时验证了准耦合淬火模拟的有效性。     

切削加工表面残余应力研究综述

<正>主要研究了切削加工过程中残余应力产生的机理,并对残余应力的测量方法以及残余应力的调整和消除手段进行了较为系统的阐述和比较,提出了在残余应力检测和消除领域的一些建议,为进一步研究提供参考和借鉴。残余应力主要是由构件内部不均匀的塑性变形引起的。各种工程材料和构件在毛坯的制备、零件的加工、热处理和装配的过程中都会产生不同程度的残余应力。残余应     

T型航空铝合金结构件淬火残余应力数值模拟分析

运用ABAQUS有限元软件建立了T型航空7050铝合金构件淬火残余应力模型,得到了构件在淬火过程中的冷却曲线和不同部位的残余应力分布规律.结果表明:T型构件无论是肋部位还是腹板部位在淬火过程中均呈现出表面压应力,芯部拉应力的整体分布规律.但由于零件的复杂性,肋部位的塑性应变相对集中,导致其无论是表面还是芯部,产生的淬火残余应力均大于腹板部位的残余应力,且在整个淬火过程中分布规律相对复杂.     

大型锻件窗框加工变形及工艺方案研究

窗框零件作为民用飞机上的重要承力构件,具有结构复杂、曲率大、难加工部位多、加工变形控制难等特点,而且采用锻件加工受毛坯初始残余应力影响较大。通过对典型窗框零件工艺特点以及加工关键技术进行研究,从毛坯残余应力分布、加工变形仿真预测、加工工艺过程优化等多方面进行研究,解决该类零件加工过程中变形处理的瓶颈问题,提出工程化解决方案,并形成窗框类零件加工典型工艺方案。     

LD5锻件机加变形的校正

我车间加工LD5类锻件时,经常发生因开长槽而使零件发生“向内收缩”和剪刀式翘曲”现象。其中以“向内收缩”危害最大,常造成零件外形尺寸“缺肉”而不符合产品图纸。例如生产某大梁接头时,由于加工长槽零件内收缩变形严重,致使外形尺寸L收缩达3.8毫米,详见表1。产生上述变形的主要原因在于锻件的残余应力太     

超高强度钢30CrMnSiNi2A冲击韧性值的探讨

研究和分析了机械加工精度、试验条件及热处理工艺对超高强度钢３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ试样冲击韧性值ａｋ的影响,对生产出合格的超高强度钢成品零件具有指导意义。     

航空结构钢件热处理变形的原因及排除措施

某些机身结构零件(梁、接头、平尾转轴、螺栓和发动机架等),多选用30CrMnSiA及30CrMnSiNi2A钢制造。这些零件在热处理时,由于热应力和组织应力的作用,不可避免地会产生程度不同的变形,变形主要表现在当应力超过屈服极限时外形的扭曲,也有各种组织比容的差异而造成体积的胀缩。大多数结构件的外形复杂,截面变化大,厚薄相差悬殊,使变形的可能性和复杂性增大;而零件的装配协调关系复杂、配合精度要求高,往往同时提出对几个不同部位的变形要求。采用校正和放留机械加工余量的办法,不仅耗费大量的工时,有的零件仍难以满足技术要求。     

基于加工表面完整性的TB6精铣参数优选

TB6高强度钛合金因其优良的比强度和热变形性能被广泛应用于航空领域,是制造直升机旋翼系统主承力结构件和起落架的主要材料.为了使零件获得较佳的疲劳性能,基于加工后的表面完整性指标对其精铣加工参数进行了优选.试验结果表明,每齿进给量fz对加工后的表面粗糙度Ra和表面残余压应力σH有较大影响,随着每齿进给量fz的不断增大,表面粗糙度Ra近似线性增大,表面残余压应力的幅值也随之增大;线速度vc主要影响加工表面显微硬化率,显微硬化率随线速度的增大而降低;径向切宽ae对加工表面残余应力也有较大的影响,随着ae的增大,加工表面残余压应力的幅值逐渐降低.因此,从提高零件疲劳寿命的方面考虑,在满足例如零件表面质量要求和生产效率等各项生产要求的前提下,应尽可能降低铣削线速度,减小径向切宽,提高每齿进给量,适当选择轴向切深.     

ZL205A铝合金大型复杂筒体构件淬火过程模拟与变形预报

基于ABAQUS软件采用有限元方法建立ZL205A铝合金大型复杂构件淬火过程的温度场与应力场模型,分析构件在淬火过程中不同时刻的温度场分布.根据构件结构特征,选择4个特征点获得淬火过程冷却曲线,并对构件厚壁、加强筋与薄壁部分的冷却曲线进行研究,使用有限元模拟方法预报构件变形和残余应力.ZL205A铝合金大型复杂构件淬火变形主要为径向变形,通过比较淬火后残余应力的6个分量可知正应力远大于剪应力.模拟厚壁在不同换热系数下的淬火效果,发现增加换热系数可以提高厚壁淬火冷却速度,但是作用比较有限.     

常用铝合金材料和钢制件成形后性能检测方法及热处理变形的控制

总结国外转包生产中常用铝合金材料和钢制零件的压痕硬度检测和电导率检测方法的正确运用经验，并且通过实例论述了如何有效控制和预防零件的热处理变形，从而使经热处理的零件满足工程设计图纸要求。     

超高强度钢零件冷敲校正初探

钢件热处理时的变形是热处理过程最常见的缺陷之一,也是无法避免的一种缺陷。钢件的热处理变形主要是由于组织应力和热应力造成的。当然钢件的结构特点,钢材质量,加工状态以及装炉和操作的不慎均会引起变形,因此变形一直是热处理生产中的关键问题。针对各种零件变形的具体情况,采取各不相同的校正工艺操作也是补救热处理零件变形超差的一项重要的技术措施。     

高强度铝合金的多级时效处理及其组织特征

通过对ＬＣ４－ＣＳ合金时效过程研究，提出将合金基体沉淀与晶间析出同时固定在时效沉淀序列的不同阶段上的原理和方法，从而确定出高强度铝合金的三级时效处理工艺，得以在基本保证合金的高强度条件下，大幅度提高其抗应力腐蚀和疲劳性能，适用于提高完全时效状态的薄壁高强度铝合金零件的使用寿命与安全性。     

残余应力重分布引起的薄壁零件加工变形研究

现代航空工业中为减轻飞机重量,提高飞机的各项机械性能,整体构件越来越多地被使用。加工大型整体薄壁构件时,有90％以上的材料被切削加工去除,由于材料去除后零件刚度的降低以及应力的释放,造成过大的加工变形。本文用MSC．Marc有限元软件仿真了铝合金预拉伸板材料去除对于加工变形的影响,并分析了加工变形的成因。为验证有限元结果的正确性,在高速数控铣床上加工了同样的试件。结果表明仿真结果与实验结果一致,残余应力的释放与重分布是薄壁零件加工变形的主要原因。     

铝合金零件聚合物淬火工艺试验和应用

用聚合物UCONA淬火剂进行了对2 0 2 4 ,6 0 6 1,70 5 0和 70 75铝合金的工艺试验 ,并应用于波音 75 7大型零件的热处理 ,解决了热处理零件的变形问题。     

TC17钛合金焊接及局部热处理残余应力的数值模拟

对TC17钛合金平板的氩弧焊焊接和焊后热处理过程进行了数值模拟,模型中考虑材料相变和蠕变,计算得到焊接和热处理过程中的温度场演变情况和热处理前后残余应力分布规律。结果表明,由于存在较大的热输入,焊后产生了较大的残余应力,焊缝附近的HAZ区域纵向残余拉应力达到了650MPa左右,热处理后降低至160MPa左右。采用小孔法和X射线衍射仪测量了试件的残余应力,模拟计算得到的残余应力值与小孔法测试结果符合性较好。     

沉积态增材制造过程中的沉积路径影响研究

为了揭示沉积态增材制造(AM)过程中沉积路径的影响,采用有限元(FEM)法研究了6种典型的沉积路径下的瞬态温度、瞬态应力、残余应力和残余变形。研究结果表明,在成形过程中,沉积路径对热传导和瞬态温度分布有显著影响,从而在冷却至室温后引起不同的残余应力和残余变形。之字形沉积产生的残余应力和残余变形最大,隔行沉积产生的残余应力和残余变形最小,可认为是最优方案。本文结论可为沉积态增材制造工艺沉积路径方案的制订提供重要参考依据。