《飛機弱剛性肋緣條加工變形分析與控制技術基礎研究》是依託南京航空航天大學，由楊吟飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：飛機弱剛性肋緣條加工變形分析與控制技術基礎研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊吟飛
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
飛機對接肋緣條是保證機翼與機身精確對接的關鍵結構件，但是其結構力學性質特殊、毛坯殘餘應力幅值高且分布複雜帶來了加工變形分析精度低和控制困難的問題，嚴重製約了我國大型飛機的研製和生產。針對高精度變形分析建模缺乏理論支撐的現狀，項目擬研究並揭示薄壁內殘餘應力混合疊加規律和數學模型、弱剛性細長緣條的結構力學特性，建立符合緣條變形客觀規律的力學模型，提高加工變形分析精度；針對複雜殘餘應力導致的加工變形控制難題，項目擬研究殘餘應力場與變形勢能、變形形態的內在關係，提出殘餘應力場演變的量化指標，研究通過最佳化毛坯結構和加工餘量調節毛坯殘餘應力分布和釋放過程的方法，探索調節切削剪下殘餘應力的工藝手段，最終形成基於殘餘應力量化調節的加工變形控制技術。項目研究對闡明弱剛性緣條加工變形的獨特力學機理，高精度地分析和控制緣條加工變形，促進我國大飛機的研製和生產，具有重要理論意義和工程價值。
結題摘要
針對壁厚變化、截面開敞、結構細長的飛機對接肋緣條的加工變形分析和控制難題，本研究從緣條的結構特點、加工變形的力學特性，以能量理論為全新視角闡述了加工變形的本質原因，以弱剛性結構件為研究對象，進行了變形控制的深入研究。 （1）以薄板拉伸為基礎進行了拉伸銑削實驗，對薄壁件表層耦合應力分布進行測量，通過有限元切削仿真進行驗證。對表層耦合應力分布進行分析和建模，為零件變形仿真提供更加準確的應力條件。 （2）以實驗力學為基礎，開展了毛坯材料的殘餘應力測試與建模基礎研究。根據剪力滯後等原理，提出了試樣尺寸設計準則。針對結構的幾何特徵，研究了薄板殘餘應力測試、建模與修正問題。 （3）採用能量理論分析加工變形問題，闡述了變形問題的影響因素。建立典型緣條零件的數值模型，通過仿真研究加工變形的動態過程，量化分析了初始應變能、變形過程動能和附加變形的應變能的相互轉化關係，探明了應變能初始狀態和動態釋放速度對加工後應力分布和零件變形的影響規律。 （4）加工變形在不同的階段由不同的因素主導，粗加工階段變形主要由初始殘餘應力釋放導致。精加工階段變形由結構弱剛性與加工殘餘應力共同作用導致。 通過縮比試驗件的數值仿真和試驗研究，通過加工餘量最佳化調節加工過程的殘餘應力釋放對加工變形進行了有效改善。
