基于刚度与应力演变机制的航空整体结构件加工变形预测理论建模

摘要

航空整体结构件在铣削过程中,由于材料去除产生的毛坯初始应力重分布和结构刚度演变导致工件发生加工变形。针对这一问题,借助于生死单元技术建立隔框件加工变形预测有限元模型,获得材料去除过程工件变形规律。基于等效弯曲应变能方法,计算加工过程工件刚度变化规律;通过毛坯初始的应力和去除材料产生的弯曲附加应力的叠加分析,结合应力-工件刚度演变特点,借助于材料去除产生的附加力矩分析,构建航空隔框件加工变形数学模型,对隔框工件加工过程变形进行预测分析。将有限元计算结果与数学解析模型计算结果对比,研究表明两种方法获得的加工变形规律相吻合,工件变形特征与去除材料的初始应力状态变化规律相一致。