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铝合金整体结构件铣削加工残余应力及变形研究
作者：董兆伟 著
出版社：科学出版社
出版时间：2015-01-01
ISBN：9787030430502
定价：¥45.00
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内容简介
在大型复杂结构零件加工中，残余应力所导致的工件变形、工件加工过程中的变形规律制约了航空航天工业中大型薄壁结构件的进一步应用。董兆伟编著的这本《铝合金整体结构件铣削加工残余应力及变形研究》从实际工程应用出发，结合有限元仿真分析和加工实验验证，为面向制造大型整体结构件的设计与加工工艺的优化提供了理论依据。
《铝合金整体结构件铣削加工残余应力及变形研究》主要建立了二维正交金属切削和四齿铣刀铣削的有限元分析模型，对不同的切削参数进行了切削加工的仿真，得到切削参数对残余应力的影响规律；采用动态应变测量技术，对毛坯残余应力引起的加工变形过程进行分析，得到残余应力的三维分布规律：开展了铣削加工过程及变形的三维仿真和实验对比研究，得到了单面结构和双面对称结构加工变形的定量规律。《铝合金整体结构件铣削加工残余应力及变形研究》既可作为航空航天工程材料加工技术专业的技术人员的参考书，也可作为高等院校理工类专业的研究生的教材和参考书。
《铝合金整体结构件铣削加工残余应力及变形研究》主要建立了二维正交金属切削和四齿铣刀铣削的有限元分析模型，对不同的切削参数进行了切削加工的仿真，得到切削参数对残余应力的影响规律；采用动态应变测量技术，对毛坯残余应力引起的加工变形过程进行分析，得到残余应力的三维分布规律：开展了铣削加工过程及变形的三维仿真和实验对比研究，得到了单面结构和双面对称结构加工变形的定量规律。《铝合金整体结构件铣削加工残余应力及变形研究》既可作为航空航天工程材料加工技术专业的技术人员的参考书，也可作为高等院校理工类专业的研究生的教材和参考书。
作者简介
董兆伟，1967年7月出生，中共党员，教授，博士生导师。1987年7月参加工作，北京航空航天大学工学博士，人选“新世纪百千万人才工程国家级人选”，享受国务院政府特殊津贴专家，河北省第六批省管优秀专家，河北省杰出专业技术人才，河北省高校百名优秀创新人才，河北省科学技术进步一等奖、国家教学成果二等奖、第八届河北省青年科技奖获得者，中共河北省委第八次党代会代表。现任河北广播电视大学党委副书记、校长。主要研究方向为机械电子工程。先后主持国家课题、省科技支撑计划项目和钢铁联合基金项目10余项，在国内外核心期刊发表论文50余篇，其中有多篇发表在核心期刊《北京航空航天大学学报》、《航空技术》等学术刊物上。
目录
第1章 绪论
1.1 大型铝合金整体薄壁结构件加工现状
1.1.1 铝合金在航空业的应用情况
1.1.2 大型铝合金整体薄壁结构件发展趋势
1.1.3 大型铝合金整体薄壁结构件加工面临的问题
1.2 本书主要内容
第2章 国内外相关研究综述
2.1 整体薄壁结构件加工变形工艺研究
2.1.1 零件加工变形机理
2.1.2 整体薄壁结构件加工变形影响因素
2.1.3 减小薄壁结构件加工变形的工艺措施
2.2 对残余应力的相关分析结论
2.3 残余应力的测量方法
2.3.1 残余应力的测量方法概述
2.3.2 无损法检测残余应力
2.3.3 有损法检测残余应力
2.4 相关理论模型与研究方法
2.4.1 金属切削理论模型
2.4.2 金属切削过程中的有限元方法
2.5 已有研究方法和结果的主要不足之处
小结
第3章 残余应力有限元分析理论基础
3.1 残余应力概述
3.1.1 残余应力的定义和分类
3.1.2 残余应力产生的机理
3.1.3 残余应力的消除
3.1.4 残余应力对零件的影响
3.1.5 切削加工产生残余应力的原因
3.2 弹塑性力学基础理论
3.3 材料非线性问题的有限元方法
3.3.1 增量切线刚度法
3.3.2 增量初应力法
3.3.3 增量初应变法
3.4 有限元分析软件MSC.Marc及非线性问题求解方法
小结
第4章 二维正交切削加工残余应力有限元分析
4.1 金属切削变形区的划分
4.2 有限元二维切削模型的建立
4.2.1 二维正交切削有限元模型
4.2.2 工件材料的特性
4.2.3 网格重划分与切屑分离准则
4.2.4 刀具与工件的接触摩擦
4.2.5 切削加工热传导
4.3 切削加工过程的仿真研究
4.4 切削加工的仿真结果分析
4.4.1 不同切削速度下的仿真结果分析
4.4.2 不同刀具前角下的仿真结果分析
4.4.3 不同刀刃钝圆半径下的仿真结果分析
4.4.4 两次走刀加工仿真结果分析
4.5 四齿铣刀铣削模型的仿真
4.5.1 四齿铣刀铣削模型的建立
4.5.2 仿真结果分析
小结
第5章 铝合金预拉伸板残余应力的检测研究
5.1 残余应力测量方法的选择
5.2 逐层切削法测量预拉伸板内的残余应力
5.2.1 逐层切削法的理论基础
5.2.2 实验设备
5.2.3 测试试件
5.2.4 实验步骤
5.2.5 实验分析与结论
小结
第6章 残余应力对框类零件铣削加工变形规律的影响研究
6.1 大型整体结构框类零件加工变形问题
6.2 残余应力释放引起工件加工变形的有限元仿真分析
6.2.1 分层铣削加工有限元模型描述
6.2.2 有限元分析模型的建立
6.2.3 模型初始残余应力的施加
6.2.4 约束的转换与材料去除
6.2.5 有限元仿真结果
6.3 残余应力释放引起工件加工变形的实验分析
6.4 结果分析与比较
小结
第7章 工件结构对加工变形的影响研究
7.1 工件结构对加工变形影响的仿真分析
7.1.1 工件分析模型的建立
7.1.2 仿真结果
7.2 工件结构对加工变形影响的实验验证
7.2.1 实验准备
7.2.2 测量结果
7.3 工件在毛坯中的位置对加工变形的影响
小结
本书结论与展望
参考文献
1.1 大型铝合金整体薄壁结构件加工现状
1.1.1 铝合金在航空业的应用情况
1.1.2 大型铝合金整体薄壁结构件发展趋势
1.1.3 大型铝合金整体薄壁结构件加工面临的问题
1.2 本书主要内容
第2章 国内外相关研究综述
2.1 整体薄壁结构件加工变形工艺研究
2.1.1 零件加工变形机理
2.1.2 整体薄壁结构件加工变形影响因素
2.1.3 减小薄壁结构件加工变形的工艺措施
2.2 对残余应力的相关分析结论
2.3 残余应力的测量方法
2.3.1 残余应力的测量方法概述
2.3.2 无损法检测残余应力
2.3.3 有损法检测残余应力
2.4 相关理论模型与研究方法
2.4.1 金属切削理论模型
2.4.2 金属切削过程中的有限元方法
2.5 已有研究方法和结果的主要不足之处
小结
第3章 残余应力有限元分析理论基础
3.1 残余应力概述
3.1.1 残余应力的定义和分类
3.1.2 残余应力产生的机理
3.1.3 残余应力的消除
3.1.4 残余应力对零件的影响
3.1.5 切削加工产生残余应力的原因
3.2 弹塑性力学基础理论
3.3 材料非线性问题的有限元方法
3.3.1 增量切线刚度法
3.3.2 增量初应力法
3.3.3 增量初应变法
3.4 有限元分析软件MSC.Marc及非线性问题求解方法
小结
第4章 二维正交切削加工残余应力有限元分析
4.1 金属切削变形区的划分
4.2 有限元二维切削模型的建立
4.2.1 二维正交切削有限元模型
4.2.2 工件材料的特性
4.2.3 网格重划分与切屑分离准则
4.2.4 刀具与工件的接触摩擦
4.2.5 切削加工热传导
4.3 切削加工过程的仿真研究
4.4 切削加工的仿真结果分析
4.4.1 不同切削速度下的仿真结果分析
4.4.2 不同刀具前角下的仿真结果分析
4.4.3 不同刀刃钝圆半径下的仿真结果分析
4.4.4 两次走刀加工仿真结果分析
4.5 四齿铣刀铣削模型的仿真
4.5.1 四齿铣刀铣削模型的建立
4.5.2 仿真结果分析
小结
第5章 铝合金预拉伸板残余应力的检测研究
5.1 残余应力测量方法的选择
5.2 逐层切削法测量预拉伸板内的残余应力
5.2.1 逐层切削法的理论基础
5.2.2 实验设备
5.2.3 测试试件
5.2.4 实验步骤
5.2.5 实验分析与结论
小结
第6章 残余应力对框类零件铣削加工变形规律的影响研究
6.1 大型整体结构框类零件加工变形问题
6.2 残余应力释放引起工件加工变形的有限元仿真分析
6.2.1 分层铣削加工有限元模型描述
6.2.2 有限元分析模型的建立
6.2.3 模型初始残余应力的施加
6.2.4 约束的转换与材料去除
6.2.5 有限元仿真结果
6.3 残余应力释放引起工件加工变形的实验分析
6.4 结果分析与比较
小结
第7章 工件结构对加工变形的影响研究
7.1 工件结构对加工变形影响的仿真分析
7.1.1 工件分析模型的建立
7.1.2 仿真结果
7.2 工件结构对加工变形影响的实验验证
7.2.1 实验准备
7.2.2 测量结果
7.3 工件在毛坯中的位置对加工变形的影响
小结
本书结论与展望
参考文献
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