面向衛(wèi)星零件工藝設計的拓撲優(yōu)化技術研究.pdf

1、為了盡可能減輕航天器自身結構重量，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。由于航天器零件結構復雜，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，易產生加工變形。在總結前人對薄壁零件加工變形研究內容的基礎上，以裝夾力載荷條件下的傳力路徑與加工變形之間的關系和殘余應力條件下零件加工變形仿真為主要研究內容，利用拓撲優(yōu)化技術及有限元仿真技術對薄

2、壁零件加工變形預測進行研究。本文的主要工作如下：
　　1.闡述了論文研究內容的背景和意義，總結了國內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)化技術應用于零件加工過程。利用拓撲優(yōu)化技術和有限元軟件，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鍵技術。
　　5.綜合運