起塑性变形的发生,在一定程度上改变了初始残余应力的分布趋势和量值,从而间接影响到最终的工件变形。如图5和图6所示,分别是仅考虑铣削力作用及同时考虑残余应力与铣削力耦合作用下的加工过程中动态变形,可以看出,不同走刀路径下,铣削力和残余应力的耦合作用,不同于单独铣削力的作用。同时可表明,走刀路径会影响加工变形。但如果残余应力数值较大,将会覆盖掉铣削力的作用。图5不同走刀路径下仅考虑铣削力作用加工变形量图6不同走刀路径下考虑铣削力与残余应力耦合作用加工变形量3、结论及工程应用1)残余应力是引起航空整体结构件加工变形的重要因素。加工路径不同对于工件的残余应力的释放与重分布有不同影响,但若只考虑残余应力单一因素,工件加工变形只与材料去除量的多少及工件最终结构形式有关,而与加工路径、加工顺序等去除过程无关。在仿真运算过程中,为提高计算效率,可以一次全部去除掉。2)考虑残余应力与铣削力的耦合作用影响,分析结果表明,铣削力的存在会影响残余应力的释放和重分布。但高速铣削力所产生的残余应力只存在于很薄的一层内,而且时间短暂,所以对初始残余应力的影响还是比较小的,从而对最终的加工变形影响也很小。在确定加工路径的基础上,可以忽略铣削力的影响,提高计算效率,而不会影响宏观整体变形研究。3)深入研究了各类典型结构件的加工变形的机理和影响因素,相关分析成果先后应用于解决卫星支架类和连接框类零件、发动机机匣和盘类零件的加工变形抑制,取得了良好效果。4)残余应力是加工变形的根源,如果能进一步有效降低或均化加工毛坯或工件的残余应力水平,必将大大降低工件的变形潜能,控制加工变形,提高加工质量。振动时效技术是目前常用的一种残余应力均化或消除技术,后续将针对振动时效一些关键性的科学和技术问题进行,如振动时效的机理、残余应力的松弛和演化规律等,以用于解决航空整体结构件的加工变形问题。北京翔博科技专栏-650-1016
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