题目：飞机零件中典型结构的加工变形与动态特性研究

随着航空、航天技术的发展，越来越多的整体薄壁结构件被采用，但同时也带来了加工变形、颤振等一系列问题，这些已经成为航空、航天制造领域公认的难题。为了从根本上解决薄壁型腔件加工过程中存在的问题，必须对铣削加工变形与动力学的机理进行深入的研究，从而为控制加工变形、避免颤振提供理论与方法上的支持。本文主要在以下几个方面展开研究：一、铣削过程中薄壁件与刀具的耦合变形与补偿方案研究。以二维正交切削为基础，建立三维铣削力数学模型，采用仿真、实验与解析法相结合的方法，针对刀具与工件的加工耦合变形进行分析，计算出不同约束下刀具与工件受力变形曲线。根据柔性加工变形分析的方法，得到了加工过程中刀具与工件变形对加工精度影响的因素和规律。提出了基于有限元加工变形的加工误差补偿方案，实现铣削参数的优化，提高铣削加工精度和效率；二、薄壁件加工系统的动力学理论及实验研究。在对大量的复杂薄壁件动态特分析之后，总结出复杂框类薄壁结构的局部具有与“一”字型薄壁结构相似的动态特征规律。将“一”字型结构的分析结果扩展应用于复杂结构中，则可快速计算出薄壁件的动态特性参数，使得薄壁参数化分析具有了可行性。设计并搭建出了同步测量结构变形与动态响应的实验平台。通过实验的测量，获得了激振力对薄壁结构的变形和响应影响的规律，验证了仿真的正确性，为今后的理论研究和仿真分析提供了实验平台和基础数据；三、开发出薄壁件加工变形分析与动态特性参数快速计算系统。系统在有限元软件的基础上，简化了有分析的前、后处理过程，缩短了分析的时间，实现参数化建模与自动分析相结合。针对某型号飞机的结构框薄壁件进行了应用与实测，对仿真结果和实际结果进行比较，取得了较好的一致性，证明了软件在预测加工变形和动态特性参数计算方面都具有实用性；四、拐角加工过程的优化研究。针对型腔中拐角加工时容易发生颤振、让刀等现象，基于多种加工工艺过程的分析，提出了轨迹坐标与铣削力模型相结合的计算方法，获得了拐角加工的合理参数，并对拐角处的加工变形进行了仿真，提高了加工的质量。