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框类薄壁件,粒子群算法,同步优化,

收藏本文 2023-12-22 点赞:13715 浏览:58487 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:目前很多领域(特别是航空航天领域)为了减轻零部件重量,大量利用薄壁零件。其中,由腹板以及垂直于腹板的侧壁组成的框类薄壁件特别常见。该类薄壁件在切削和装夹的共同作用下极易产生变形,加工精度往往难以保障。由此,探讨如何提升该类薄壁件的加工精度有着很大的现实作用。针对框类薄壁件在切削力和夹紧力的共同作用下容易产生变形的不足,为了弥补分步优化装夹和切削参数的不足,本论文提出了运用粒子群算法同步优化装夹和切削参数的策略,建立了框类薄壁件切削参数和装夹的优化模型,通过在粒子群算法的指导下转变有限元模型中装夹和切削参数,探讨使框类薄壁件的加工弹性变形最小的装夹和切削参数组合。首先,确立了立铣刀的铣削力经验模型,运用正交试验和回归浅析策略,进行了铝合金6061试验件的铣削,确定了适合现有加工条件的铣削力经验模型参数,进而使铣削力模型更贴近实际加工情况,更能准确地预测框类薄壁件的铣削力。其次,依据框类薄壁件铣削加工的特点,建立框类薄壁件铣削加工有限元模型,提出了“移动加载单元生死算法”。最后,建立了框类薄壁件切削参数和装夹的优化模型,通过在粒子群算法的指导下转变有限元模型中装夹和切削参数,探讨使框类薄壁件的加工弹性变形最小的装夹和切削参数组合。仿真结果表明:本论文提出的优化策略具有显著的优化效果。通过对具体的框类薄壁零件进行仿真浅析和加工试验,验证了本论文所提策略的可行性。试验结果表明:运用所提出的同步优化设计策略能有效地减小框类薄壁件的加工弹性变形,可用于提升框类薄壁零件加工精度。关键词:框类薄壁件论文粒子群算法论文同步优化论文

    摘要4-5

    Abstract5-8

    1 绪论8-16

    1.1 课题选题背景8-10

    1.2 探讨近况综述10-13

    1.2.1 薄壁件装夹优化的探讨近况10-11

    1.2.2 薄壁件切削参数优化的探讨近况11-12

    1.2.3 优化算法的探讨近况12-13

    1.2.4 现有探讨的不足13

    1.3 论文的探讨内容及作用13-14

    1.4 论文的总体框架14-16

    2 立铣刀铣削力模型参数的确定16-28

    2.1 立铣刀铣削力模型的确立16

    2.2 正交试验设计16-19

    2.2.1 正交试验设计原理16-18

    2.2.2 正交试验设计程序18-19

    2.3 立铣刀铣削力正交试验设计19-24

    2.3.1 试验检测设19

    2.3.2 铣削力正交试验设计19-21

    2.3.3 铣削力试验21-24

    2.4 数据处理、模型参数确定及检验24-27

    2.4.1 试验数据处理24-26

    2.4.2 铣削力经验模型参数确定26-27

    2.4.3 铣削力经验模型参数检验27

    2.5 本章小结27-28

    3 框类薄壁件有限元变形预测及参数化编程28-38

    3.1 框类薄壁实例28

    3.2 框类薄壁件的有限元变形预测28-32

    3.2.1 框类薄壁件的有限元建模检测设28-29

    3.2.2 框类薄壁实例的有限元变形预测29-32

    3.3 框类薄壁件铣削加工中材料去除的模拟32-34

    3.3.1 对加工历程的模拟32-33

    3.3.2 单元“生死”原理33

    3.3.3 逐级移动加载单元生死算法33-34

    3.4 框类薄壁件弹性变形对加工历程反馈影响的处理34-35

    3.5 框类薄壁件有限元变形预测的参数化编程35-37

    3.6 本章小结37-38

    4 框类薄壁件装夹和切削参数的同步优化38-52

    4.1 最优化论述38-39

    4.2 框类薄壁件装夹和切削参数的优化模型39-42

    4.2.1 优化设计变量39-40

    4.2.2 优化目标函数40

    4.2.3 优化约束条件40-42

    4.3 框类薄壁件装夹和切削参数的优化算法42-45

    4.3.1 基本粒子群算法(PSO)42-44

    4.3.2 带极值扰动的简化粒子群算法(tsPSO)44-45

    4.4 粒子群算法在框类薄壁件装夹和切削参数优化中的运用45-50

    4.4.1 可行性浅析45

    4.4.2 在框类薄壁实例中的运用45-48

    4.4.3 粒子群算法与有限元的集成48-49

    4.4.4 框类薄壁实例的仿真优化结果49-50

    4.5 本章小结50-52

    5 框类薄壁件的加工试验52-64

    5.1 框类薄壁实例的加工52-54

    5.2 框类薄壁实例的测量54-56

    5.3 框类薄壁实例的试验结果56-63

    5.4 本章小结63-64

    结论与展望64-66

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