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《殘余應(yīng)力對(duì)整體結(jié)構(gòu)件加工變形的影響.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第9期組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)N0．92011年9月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueSep．2011文章編號(hào)：1001—2265(2011)09—0081—03殘余應(yīng)力對(duì)整體結(jié)構(gòu)件加工變形的影響苗勇(南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，南京210094)摘要：基于殘余應(yīng)力的理論計(jì)算模型，研究影響加工變形的相關(guān)因素與加工變形量之間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，影響加工變形的獨(dú)立自變量有工件的長(zhǎng)度、厚度及初始?xì)堄鄳?yīng)力。并進(jìn)一步研究了各變量對(duì)工件變形量的影響。關(guān)鍵詞：殘余應(yīng)力；加工變形中圖分類(lèi)號(hào)：TH16；TG65文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ATheInflu
2、enceofResidualStressontheMachiningDistortionofMonolithicComponentMIAOYong(SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScience&Technology，Nanjing210094，China)Abstract：Basedonacalculationmethodoftheoreticalmodelofresidualstressstudytherelationshipoftherelatedfactorsthatinfluencemachiningdefo
3、rmationanddeformation．Theresultshowedindependentvariablesthatinfluencemachiningdeformationincludethelength、thicknessandinitialresidualstressoftheworkpiece．Theeffectsofthevariablesonmachiningdeformationareanalyzed．Keywords：residualstress；machiningdeformation削層的殘余應(yīng)力得以釋放，工件剛度不斷變化，殘余0引言應(yīng)力的初始平衡狀態(tài)被打破
4、，剩余材料殘余應(yīng)力為整體結(jié)構(gòu)件以其獨(dú)特優(yōu)越的性能得到了廣泛的了達(dá)到新的平衡，得以重新分布，最終導(dǎo)致工件尺寸應(yīng)用，如提高機(jī)械性能，提高制造、裝配質(zhì)量，提高效和形狀的改變。率和可靠性，減輕重量等。然而，整體結(jié)構(gòu)件具有尺將三維實(shí)體模型簡(jiǎn)化為二維平面問(wèn)題，僅考慮寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料去除率高，弱剛度等特點(diǎn)，加工工件的長(zhǎng)度和厚度方向，將工件沿厚度方向均分為1"1時(shí)容易出現(xiàn)變形。導(dǎo)致加工變形的因素有很多，其層。該模型作以下幾點(diǎn)基本假設(shè)：中殘余應(yīng)力受到了廣泛的關(guān)注，如毛坯初始?xì)堄鄳?yīng)(1)材料各項(xiàng)同性且材質(zhì)均勻連續(xù)力，加工裝夾殘余應(yīng)力等。但是，目前的研究多集中(2)材料在逐層剝除的過(guò)程中，產(chǎn)生的附加殘
5、余在殘余應(yīng)力的測(cè)量以及控制方法上，對(duì)影響變形的應(yīng)力忽略不計(jì)。大尺寸構(gòu)件的銑削加工多采用高速有關(guān)因素的定量分析研究比較少。本文從殘余應(yīng)力加工的方法，高速切削相較于常規(guī)切削，切削力減少的理論計(jì)算模型入手，分析影響加工變形的各要素約30％，工件溫度一般不超過(guò)3℃，大大降低了切削與加工變形量之間的關(guān)系。應(yīng)力的產(chǎn)生。這一假設(shè)在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)得到了1理論計(jì)算模型[1-2]驗(yàn)證。板材加工前，板內(nèi)初始?xì)堄鄳?yīng)力處于自平衡狀(3)殘余應(yīng)力僅沿厚度方向發(fā)生變化，在平行于板中面的任一平面內(nèi)均勻分布且對(duì)稱于板中面。態(tài)，工件內(nèi)垂直于應(yīng)力方向的任一截面滿足“合力平工件剝層后，初始?xì)堄鄳?yīng)力的平衡狀態(tài)被打破，衡，合力
6、矩平衡”原則，即：在厚度方向發(fā)生彎曲變形，其曲率變化可表示為：fo'rdA=0』dM=0一：f11切削加工過(guò)程中，隨著工件材料的不斷切除，切RKR+lE(h)收稿日期：2011—02—21；修回日期：2011—02—24基金項(xiàng)目：“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2009zx04001)作者簡(jiǎn)介：苗勇(1985一)，男，江蘇淮安人，南京理工大學(xué)碩士研究生，專(zhuān)業(yè)為機(jī)械電子工程，(E—mail)miao．yong1985@163．corn。·82·組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)第9期式中：=一1，當(dāng)=1時(shí)代表工件的初始?xì)堄鄳?yīng)如圖2所示，材料第層去除后，剩余工件的變力；形撓度為：尺，R
7、+——工件第七層材料剝除前后的曲率半徑；△d=去等=(去一麥等)等．h，h+．——工件第層材料剝除前后工件的式中：Z——工件的長(zhǎng)度；厚度；索0——工件初始平衡狀態(tài)，無(wú)變形?！ぜ睾穸确较蚓謓層，每層的平均厚j度，f=h1／n；司IE——材料的彈性模量。f二一：●一二三＼如圖1所示，工件在剝層過(guò)程中，中性軸的位置／／＼＼不斷變化，由力學(xué)原理可知：／＼—～—～———+—+—__：0(2)J式中：s，s——第層材料剝除后，工件上下表面的圖2撓度值計(jì)算原理附
