答辩博士：王华敏

指导教师：左敦稳  教授/博导

论文题目：飞机薄壁结构件加工变形分析与控制关键技术研究

答辩委员会：

主席：王耀华   教授/博导    中国人民解放军陆军工程大学

委员：孙序泉   研究员      南京数控机床有限公司

袁军堂   教授/博导    南京理工大学

左敦稳   教授/博导    南京航空航天大学

朱永伟   教授/博导    南京航空航天大学

卢文壮   教授/博导    南京航空航天大学

秦国华   教授/博导    南昌航空大学

秘书：黎向锋   教授/硕导    南京航空航天大学

答辩时间：2019年11月20日 15：00

地    点：南航明故宫校区 15-341

学位论文简介：

在数控铣削过程中，常因工件内部毛坯初始残余应力的再平衡从而导致加工后的零件产生变形，特别是飞机薄壁整体结构件，变形问题尤为突出，严重影响加工效率。到目前为止，虽然针对铣削加工变形已经开展了大量研究，但是实际生产中的加工变形控制问题还没有得到根本解决。本文以7075航空铝合金厚板的高速铣削加工为对象，开展飞机薄壁整体结构件的加工变形分析与控制关键技术研究，重点围绕装夹布局方案规划、加工变形分析、加工余量空间分配以及毛坯初始残余应力控制规范等几个方面开展深入研究。

论文的主要研究工作包括：

（1）建立了理论约束模型和定位点布局模型，提出了定位确定性的分析方法。建立了力的封闭性和可行性分析方法，建立了多重夹紧力的规划算法。

（2）依据随材料去除而释放的毛坯初始残余应力，建立了加工变形的力学模型及其有限元求解方法。

（3）建立最小加工变形为目标，建立了零件加工位置的优化模型及其求解算法，实现了空间加工余量的合理分配。

（4）提出了加工变形力学模型的分解方法，建立了残余应力的控制规范模型及其通解的枢轴变换求解技术。通过任意变量转化为两个非负变量之差的数学技巧，提出了毛坯的实测应力值为应力规范的解的线性规划判断方法。

主要创新点：

（1）通过设计变量取值范围的离散化，提出了“n-夹紧力”的迭代规划算法，为多重夹紧力的自动化计算提供了理论基础。

（2）揭示了加工位置对加工变形的影响规律，建立了加工变形的力学分析模型，提出了加工余量空间分配的变向迭代优化方法。

（3）提出了将变形转换为影响因子与残余应力之积的单位力法，建立了残余应力的，提出了控制规范模型的通解的枢轴变换求解算法。

（4）借助任意向量表示为两个非负向量之差的数学技巧，建立了毛坯初始残余应力测量值为应力控制规范的解的应力衡度判断方法，实现了毛坯初始残余应力的合理性评价。