面向衛(wèi)星零件工藝設計的拓撲優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、為了盡可能減輕航天器自身結(jié)構(gòu)重量，提高攜帶負載的能力，高強度鋁合金薄壁零件被廣泛應用于其設計和制造過程。由于航天器零件結(jié)構(gòu)復雜，壁厚薄，精度要求高等特點，加工過程一般在銑削加工中心進行。加工過程中，毛坯的絕大部分材料需要被去除，導致零件剛度變差，易產(chǎn)生加工變形。在總結(jié)前人對薄壁零件加工變形研究內(nèi)容的基礎上，以裝夾力載荷條件下的傳力路徑與加工變形之間的關(guān)系和殘余應力條件下零件加工變形仿真為主要研究內(nèi)容，利用拓撲優(yōu)化技術(shù)及有限元仿真技術(shù)對薄

2、壁零件加工變形預測進行研究。本文的主要工作如下：
　　1.闡述了論文研究內(nèi)容的背景和意義，總結(jié)了國內(nèi)外薄壁零件加工變形預測和控制的研究現(xiàn)狀，在詳細分析零件加工變形影響因素的基礎上，給出了本文的研究內(nèi)容和總體框架。
　　2.介紹了薄壁零件裝夾優(yōu)化方案，創(chuàng)新性地將拓撲優(yōu)化技術(shù)應用于零件加工過程。利用拓撲優(yōu)化技術(shù)和有限元軟件，尋求零件在裝夾力作用下形成的傳力路徑，通過對不同裝夾方案下零件的傳力路徑進行分析，研究傳力路徑破壞與否與零

3、件最終變形之間存在的聯(lián)系。
　　3.介紹了利用X射線衍射法進行殘余應力測量的基本原理，以鋁合金板材為研究對象，對其銑削過程中內(nèi)應力分布變化及加工變形規(guī)律進行了理論分析，并通過有限元工具對計算過程進行仿真，對比分析兩種計算所獲得的變形結(jié)果。
　　4.以薄壁框類零件為例，對三維有限元模型加工變形仿真技術(shù)進行了深入研究，解決了三維有限元模型建立、毛坯初始殘余應力施加、“生死單元”法模擬材料去除過程等關(guān)鍵技術(shù)。
　　5.綜合運