环形薄壁件毛坯内应力测量与评估

摘要

航空发动机环形薄壁类零件在毛坯锻造和零件粗加工后一般需要去应力退火热处理,但现有的去应力退火工艺并不能有效降低零件的残余应力水平及其分布的不均匀性,因而后继加工中极易诱发加工变形,加工精度难以保证。为此,本文以航空发动机环形薄壁类零件为研究对象,采用有限元模拟与试验相结合的方法,对钛合金环形薄壁类零件、高温合金环形薄壁类零件等毛坯的残余应力进行研究。论文的主要研究工作如下:
　　(1)基于热弹塑性理论,采用准耦合分析方法,建立了钛合金环形薄壁类零件毛坯的退火有限元模型,模拟分析了退火过程中毛坯温度场以及应力场的变化规律和分布特点。
　　(2)采用盲孔法对钛合金环形薄壁类零件毛坯的内、外表面以及高温合金环形薄壁类零件毛坯的外表面进行了残余应力测量与分析;针对粗加工后的钛合金环形薄壁类零件,对其去应力退火热处理工艺前和工艺后的外表面进行了残余应力测量与分析。
　　(3)综合有限元仿真值和盲孔法测量结果,采用修正系数法得到零件毛坯的初始残余应力场,并以此为初始条件对钛合金环形薄壁类零件进行了切削加工仿真,揭示了零件的变形规律。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1 航空薄壁件加工变形研究现状与分析

1.2 残余应力的产生、分类及其影响综合分析

1.3环形薄壁类零件残余应力研究现状与分析

1.4 本文研究工作

第二章 钛合金环形薄壁类零件毛坯退火残余应力场的数值模拟

2.1 ABAQUS软件的介绍

2.2钛合金环形薄壁类零件毛坯退火过程的数值模拟与分析

2.3 本章小结

第三章 环形薄壁类零件残余应力的测试与分析

3.1 测量残余应力的方法与选择

3.2 钛合金环形薄壁类零件毛坯残余应力测量试验

3.3 热处理工艺前后钛合金环形薄壁类零件残余应力的测量结果与分析

3.4高温合金环形薄壁类零件毛坯残余应力测量实验

3.5 本章小结

第四章 钛合金环形薄壁类零件加工变形仿真与分析

4.1 环形薄壁件切削加工数值模拟的关键技术

4.2 钛合金环形薄壁类零件主要加工工序及其几何形状

4.3 钛合金环形薄壁类零件加工变形仿真与分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文