基于ALE方法的AZ31B镁合金微铣削有限元仿真

基于任意拉格朗日—欧拉(ALE)法,以AZ31B镁合金为研究对象,采用考虑应变梯度理论修正的Johnson-Cook本构模型作为描述力学性能的材料模型,使用ALE自适应网格技术有效克服仿真过程中网格畸变过大的问题,运用ABAQUS/Explicit对微铣削加工过程进行非线性弹塑性有限元模拟,分析切削过程中的应力应变以及温度分布,探究微细加工过程中的尺度效应和最小切削厚度,为实际加工参数的选择提供参考。     

基于ABAQUS的TC4钛合金微铣削有限元仿真

当实际切削用量减小到微米级别时,传统铣削仿真无法对微铣削表现出的尺度效应和最小切削厚度等现象进行准确描述。以TC4钛合金为研究对象,建立考虑应变梯度理论修正的Johnson-Cook本构模型,采用ALE自适应技术控制网格畸变过大的问题,运用ABAQUS有限元软件对微铣削加工过程进行有限元模拟,获得反映尺度效应的微铣削模型,进而分析刃倾角和切削刃钝圆半径对切削过程的影响,以及主轴转速和每齿进给量对铣削力的影响,揭示了微切削区域塑性变形规律。     

基于ABAQUS/Explicit的铣削加工物理仿真技术研究

为预测铣削力,在ABAQUS/Explicit平台上建立了铣削加工物理仿真模型,以高速侧铣加工铝合金7050-T7451槽腔为例,仿真了铣削力,并与实验结果进行了对比。结果表明仿真铣削力与实际铣削力误差最大为20.89%,认为仿真模型可以代替大量的切削实验来获得不同加工参数和刀具参数下的铣削力。     

7050-T7451铝合金三维微铣削建模仿真

针对航空铝合金7050-T7451的微细铣削加工,运用ABAQUS通用有限元软件,建立了能够反映实际铣削状态的三维微铣削模型。借助该模型模拟了微铣削时切屑的形成过程,并分析了切削过程中流动应力、等效塑形应变及切削力的变化规律。     

基于斜角有限元仿真的齿轮铣削力预测研究

针对采用机械力学模型或铣削有限元仿真方法计算齿轮铣削力耗时且繁琐的难题,提出了一种基于斜角有限元仿真的铣削力预测方法。该方法将铣刀的切削刃离散成无限小的微元斜角切削过程,通过一系列斜角切削过程仿真,拟合得出了切削力系数与未变形切削厚度之间的关系;然后通过几何变换,将所求得切削力系数运用于铣削过程,得到了作用在齿轮刀具上的瞬时切削力。通过与实际铣削仿真得到的结果进行对比,结果表明,斜角切削有限元仿真方法可以应用到齿轮轮齿的铣削过程中,并验证了所提出方法的有效性,为齿轮制造过程中力的预测及后续齿轮加工表面完整性研究奠定了较好基础。     

基于ABAQUS的表面微织构刀具切削钛合金仿真研究

利用有限元软件ABAQUS构建钛合金切削过程的二维仿真模型,通过钛合金切削试验验证模型的正确性。对微织构刀具切削钛合金的过程进行仿真,与无微织构刀具切削钛合金的仿真进行对比分析,研究了微织构刀具应力分布、切削力的变化规律以及对等效塑性应变的影响。仿真研究表明,微织构的存在对切削过程中刀具的应力分布有积极的改善作用,可以降低切削力,减少塑性应变。     

基于超声振动的镁合金铣削加工仿真与试验研究

在镁合金材料的铣削加工中,通常存在零件变形大、表面质量难以保证等问题,为此,从改变镁合金切削机理的理念出发,提出了一种基于超声振动辅助铣削的镁合金零件铣削加工工艺方法.首先,采用有限元软件ABAQUS,构建了镁合金工件的三维铣削仿真模型;然后,对镁合金工件普通铣削和超声振动铣削过程中,其铣削力和表面应力的变化趋势进行了...     

微铣削力建模研究进展

微铣削加工是实现具有三维复杂结构和材料多样性特征的微型零部件制造的有效技术手段,具有日益广阔的应用前景。然而由于刀具尺寸及加工参数的急剧缩减,微铣削表现出显著不同于传统铣削的加工机理。作为理解微铣削加工机理的最重要基础之一,至今已有大量关于微铣削力建模的研究,但是它们主要针对单一现象或者某几个现象进行研究,尚少有系统完善的理论来解释微铣削加工的力学过程,因此对微铣削加工切削力的全面总结是非常必要的。结合国内外微铣削技术的最新研究进展,从微铣削与传统铣削的不同加工机理出发,对微铣削力建模进行全面的论述和总结,并重点介绍刀刃钝圆半径、刀具跳动、挠性变形和刀具磨损对微铣削力建模的影响。探讨了目前微铣削力建模方法中的热点与难点,并指出了现有微铣削力建模有待研究的内容。     

基于ABAQUS的7150-T6铝合金直角铣削仿真研究

为促进T6态7150铝合金在直角铣削过程中加工工艺参数的优选,使用ABAQUS分析软件,结合正交实验和极差分析法研究T6态7150铝合金仿真铣削过程,探讨不同加工工艺参数(铣削速度、进给量、铣削深度等)对铣削应力和铣削温度的影响规律。研究结果表明：铣削速度、铣削深度、进给量对最高温度、平均应力、铣削力均存在一定影响;考虑到铣削刀刃强度因素,铣削深度不应大于0.25mm;当进给量为0.2mm/z时,铣削变形区位置的温度变动幅度较小,可采用较大的进给量以增加材料去除率;同时可以选择较快的铣削速度进行加工,铣削速度为320m/min。     

航空钛合金Ti6Al4V的三维铣削加工有限元仿真

基于有限元技术的三维铣削仿真对于改善工艺参数、实现高效高质加工具有重要意义。以Ti6Al4V为工件材料,建立了接近实际铣削加工的有限元模型,成功模拟了切屑的形成过程,模拟的切屑形态与真实切屑形态相似;根据应力与温度分布云图对工件的应力场和温度场进行了分析;应用所建模型模拟了不同铣削速度时的3个方向切削力,分析了模拟结果,并进行了与模拟同样条件的测铣削力实验。通过对比切削力的模拟值与实验值,验证了铣削模型的正确性,此模型可用于优化铣削参数。     

基于ABAQUS的钛合金铣削力的模拟分析

为了研究钛合金在铣削过程中切削力随着切削参数的变化规律,建立了三维斜角切削有限元模型。通过对材料本构模型,刀—屑接触摩擦模型和切屑分离准则等关键环节建模,采用通用有限元求解器ABAQUS/Ex-plicit对钛合金Ti6Al4V的斜角切削过程进行了模拟,获得了切削速度v、切削深度ap和每齿进给量fz对切削力的变化趋势及影响程度。模拟结果表明:切削力随着切削深度ap和每齿进给量fz的增大而增大,而随着切削速度增大切削力波动很小。切削深度对切削力的影响最大,进给量次之,切削速度对切削力的影响最小。该模型可以为切削参数的合理选择提供参考。     

高效铣削镍基高温合金GH4169的有限元数值模拟

在DEFORM软件中,根据实际加工情况建立整体硬质合金立铣刀加工镍基高温合金GH4169的三维有限元仿真分析模型。针对镍基高温合金GH4169加工效率低和切削刃磨损严重的问题,采用单因素试验法仿真探讨了切削用量(v、f_z、a_p、a_e)对切削力和切削温度的影响规律。获得了能有效提高镍基高温合金GH4169加工效率的切削用量,为实际加工中实现高效铣削镍基高温合金切削用量的选择提供依据。     

AZ31镁合金TIG氩弧焊接应力场的数值模拟

以开V形坡口镁合金薄板对接为例,利用ANSYS软件对其焊接过程进行了模拟分析。首先建立了一个三维有限元模型,并利用生死单元技术模拟实际的焊接过程,得到了焊接温度场及残余应力场的分布情况,并对结果进行了分析和讨论。同时,在相同工艺条件下完成了实际的焊接实验,并对焊接残余应力进行了测量。实测结果与计算结果比较吻合,这说明ANSYS的单元生死技术可以有效地模拟焊接过程,本方法对焊接模拟工作中各种关键问题的处理比较得当。     

基于正交切削模型的铣削加工有限元仿真

以铲齿成形铣刀的使用寿命为优化目标,对刀具的几何角度、切削用量进行模拟研究。建立正交铣削加工模型来模拟仿真铣削过程,并对切削加工过程中所得到的一些基本物理量进行分析和讨论。从理论深度上把握切削加工的状态,为建立合适的加工工艺策略提供理论和技术上的支持。     

基于ABAQUS的30CrMnSiA合金钢切削仿真研究

基于有限元分析软件ABAQUS开展了30Cr Mn Si A合金钢正交切削有限元仿真研究,分析了该材料切削过程中塑性变形区分布及内应力分布。通过调整刀具前角及主轴转速分别研究了刀具前角和主轴转速对切削力的影响规律,得到刀具最佳前角为13°,临界主轴转速为2000r/min。     

AZ31B镁合金的本构方程建立及切削性能分析

基于Oxley提出的金属切削理论,通过外圆直角车削试验,利用Matlab软件进行数值迭代,逆向确认AZ31B镁合金Johnson-Cook(JC)本构方程的相关参数。将得到的JC模型参数利用自定义的方法导入到Advant-Edge分析软件中,通过比较试验和相同条件下模拟得到的切削力,最终确定本构参数,来描述加工材料的流动应力特性,优化镁合金切削加工中刀具的几何参数。     

基于刀具磨损映射关系的微细铣削力理论建模与试验研究

微细铣削加工过程中,刀具直径小且磨损较快,刀具磨损对微细铣削力有着明显的非线性影响,同时刀具跳动又对刀具每齿的磨损表现出不同的影响效应,这些影响因素会导致加工过程的不稳定性和精度。然而,目前缺乏考虑具有刀具跳动和磨损效应的通用微细铣削力模型,研究了刀具跳动与刀具每齿磨损量之间的变化规律,提出了一种同时包括刀具跳动和刀具磨损效应的新型的微细铣削力模型。该模型中,根据刀具每齿磨损量与切削位置的几何关系,改进了瞬时切削厚度模型,基于不同切削刃所对应的受力情况,同时将刀具直径方向上磨损变化量与力模型系数相关联,从而来提高力模型的精确度。最后,通过不同铣削参数下的铣削试验,论证了所提出模型的准确性和有效性。利用所提出的模型,可以通过监测铣削力的大小来辨别刀具尺寸是否在可持续铣削的范围内,从而提高微铣削的加工精度和效率。