多力热场非线性叠加作用的薄壁件铣削残余应力重分布生成机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51505291
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0509.加工制造
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

This proposal investigates the mapping between the multiple force-thermal source and residual stress of milling for thin-walled part, and proposes a new method by controlling the residual stress field, so that the long-term stability of the machining precision of thin-wall parts can be improved. The specific contents include: Based on the control of the force and thermal in the single / multiple process, to reduce or suppress the influence of the residual stress distribution, a calculation model, boundary and initial conditions is built; Transforming the issue of residual stress generation affected by many factors into controlling the input source of the force and heat, establishing the macro-quantitative correlation evaluation model of direct characterization of residual stress; based on this model, exploring the effect of single factor on the superposition of residual stress respectively, revealing the generation rules of re-distribution of residual stress in the milling of the thin-wall parts, and putting forward the process optimization scheme by coupling the multiple stress field; eventually forming the theoretical method, processing scheme and simulation technology, which is based on the case and principle, so that the deformation of the thin-wall part is improved by controlling the residual stress. The project aims to break through the technical bottleneck of residual stress which is difficult to control in the milling process of thin-walled parts, guide the design and optimization of processing in the actual production process scheme, form the core technology with independent property rights on the to solve the issue of residual stress of the thin-walled parts.
本项目研究薄壁件铣削中多力热源与残余应力之间的映射关系,提出一种控制残余应力场,以提高薄壁件加工精度长期稳定性的新方法。具体内容包括:基于单/多工序中力热控制,建立以减小或抑制残余应力分布影响为控制目标的计算模型及其边界与初始条件;将残余应力重分布生成的多影响因素问题转化为以力热为输入源控制,建立直接表征残余应力的宏观定量相关性评估模型;在此模型基础上,分别探索单因素作用下的残余应力叠加关系,揭示薄壁件铣削残余应力的重分布生成规律,并提出耦合多应力场的工艺优化方案;最终形成一套基于案例和原则的控制残余应力以改善薄壁件二次变形的理论方法、工艺方案与仿真技术。本项目旨在突破薄壁件铣削加工中残余应力难以控制的技术瓶颈,指导实际生产中加工工艺方案的设计与优选,形成具有自主知识产权的解决薄壁件残余应力问题的核心技术。

结项摘要

残余应力不均匀分布对于航空航天薄壁件加工后二次变形具有突出的影响,而且薄壁件弱刚度易变形的特征也成为了制约其加工难的技术瓶颈。本项目首先从单/多工序薄壁件加工平/曲面入手,量化及构建了表征残余应力重分布的模型及验证平台,获得了不同热处理工况下初始残余应力分布;并以此为输入条件,进一步构建相应的残余应力和变形预测叠加模型,揭示了初始残余应力、加工残余应力叠加机理,获得了定量分析及评估力热对残余应力的生成影响因子,发现残余应力受切削力影响明显大于温度的作用,起主导作用,切削力对径向残余应力作用大于切向残余应力,而温度的作用则径向大于切向。其次,基于工艺参数方案,从平/曲面特征入手,分别以未变形切屑厚度和未变形切削体积为中间计算指标,获得了工艺参数与残余应力分布表征的数学模型;基于获得的残余应力分布结果,发现了不同工艺条件下已加工工件存在残余冲击应力现象,以及已加工表面多次切削时存在等残余应力面积传递的规律,并由此提出了相应的优化工艺准则及方案。最后,以某航天薄壁件为案例,以控制平/曲面特征加工残余应力为目标,研究及提出了表面/亚表面残余应力体积定义并证明其作为重分布与变形的关键衡量指标,发现了薄壁件多工序加工过程中残余应力重分布的叠加和传递规律;同时,以切削力和加工时间为目标,从工艺参数和加工路径入手进行了优化,得到最佳工艺方案,薄壁件整体加工效率和质量提升20~30%以上。本项目的研究成果,从力热载荷与残余应力生成的量化关系及其模型上获得了较好的突破,并提出了残余应力体积及冲击应力等在内的关键评价指标,通过模型与实验法,获得的关键数据将为航空航天领域薄壁件加工的残余应力主动控制提供有效的理论及实验依据。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(14)
Tool overlap effect on redistributed residual stress and shape distortion produced by the machining of thin-walled aluminum parts
刀具重叠对薄壁铝件加工产生的残余应力再分布和形状变形的影响
  • DOI:
    10.1007/s00170-017-0693-3
  • 发表时间:
    2017-06
  • 期刊:
    International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Jiang Xiaohui;Zhang Zhenya;Ding Zishan;Fergani Omar;Liang Steven Y.
  • 通讯作者:
    Liang Steven Y.
Investigation of residual impact stress and its effects on the precision during milling of the thin-walled part
薄壁件铣削残余冲击应力及其对精度的影响研究
  • DOI:
    10.1007/s00170-018-1941-x
  • 发表时间:
    2018-07-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Jiang, Xiaohui;Zhu, Yihong;Ding, Zishan
  • 通讯作者:
    Ding, Zishan
An approach to evaluate the effect of cutting force and temperature on the residual stress generation during milling
评估切削力和温度对铣削过程中残余应力产生影响的方法
  • DOI:
    10.1007/s00170-016-8605-5
  • 发表时间:
    2016-11-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Jiang, Xiaohui;Li, Beizhi;Li, Haolin
  • 通讯作者:
    Li, Haolin
An approach to predict the distortion of thin-walled parts affected by residual stress during the milling process
一种预测铣削过程中受残余应力影响的薄壁零件变形的方法
  • DOI:
    10.1007/s00170-017-0811-2
  • 发表时间:
    2017-12-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Jiang, Xiaohui;Wang, Yifei;Li, Haolin
  • 通讯作者:
    Li, Haolin
机床精度检测航空薄壁标准件的设计方法研究
  • DOI:
    10.16579/j.issn.1001.9669.2017.03.021
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    机械强度
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    江小辉;张振亚;李郝林;姚瑶
  • 通讯作者:
    姚瑶

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机械/磁流变复合装夹的复杂薄壁件铣削残余应力主动控制基础研究
  • 批准号:
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  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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