大型飞机翼身对接肋缘条的变形分析和控制技术研究

摘要

飞机对接肋缘条是保证机翼与机身精确对接的关键结构件，而其结构力学性质特殊、毛坯残余应力大且分布复杂，带来了加工变形仿真分析精度低和仿真过程控制困难的问题，严重制约了我国大型飞机的研制和生产。本文以应力分布复杂的缘条为研究对象，对其应力分布数据进行测量，分析变形规律，进而提出缘条类零件的加工变形控制技术。论文主要研究工作如下：
　　基于轮廓法及小孔法理论，测量了铝合金缘条、钛合金缘条的应力分布数据，分析并建立了肋缘条毛坯的有限元模型，通过有限元分析获得了毛坯的初始残余应力分布。通过化铣剥层法测量了缘条零件加工残余应力，获得了铣削加工表面残余应力的分布规律。
　　进行了有限元分析软件的二次开发，实现了缘条零件的参数化建模、表面切削应力和型材初始应力的自动导入，提高了缘条加工变形有限元分析的效率和精度，为优化数控加工工艺提供了分析工具。
　　进行了多个大型飞机缘条的加工变形分析，提出了粗加工优先释放初始残余应力、精加工消除加工变形的缘条精密数控加工工艺思路，并进行了缘条局部试验件和整试验件的加工验证。

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第1章 绪 论

1.1课题来源及目的和意义

1.2残余应力研究现状与分析

1.3航空结构件切削变形及其模拟仿真的研究概况

1.4本文研究工作

第2章 缘条零件毛坯残余应力测试与分析

2.1 2026铝合金拉弯型材内应力测量

2.2 Ti6Al4V钛合金锻件应力测量

2.3本章小结

第3章 零件加工残余应力测试与分析

3.1 TC4条形薄壁件表面残余应力的测量

3.2 TC4薄壁圆筒表面残余应力的测量

3.3本章小结

第4章 缘条加工变形分析

4.1缘条零件加工过程仿真基础

4.2缘条加工变形分析工具开发

4.3缘条局部试验件加工与加工变形仿真

4.4缘条整体零件加工过程仿真

4.5本章小结

第5章 缘条加工变形控制

5.1航空整体结构零件变形控制策略

5.2钛合金缘条的变形控制工艺

5.3铝合金缘条加工变形控制工艺

5.4缘条整体结构件加工变形验证

5.5本章小结

结论

参考文献

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致谢

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