基于ABAQUS的高速切削切屑形成过程的有限元模拟

基于有限元分析软件ABAQUS的Johnson-Cook材料模型以及断裂准则模拟高速切削淬硬钢锯齿状切屑形态,并讨论刀具前角和锯齿状切屑形态对切削力的影响.研究表明仿真结果和试验结果是一致的,文中介绍的有限元模拟方法可以准确地模拟并预测高速切削淬硬钢时的切屑形成过程.     

高速切削加工的三维数值模拟

运用有限元方法,借助计算机软件建立高速切削的三维有限元模型。模拟高速切削过程,对切削机理进行了研究分析,更真实的模拟了切削状态的变化过程,得到了切削力、切削温度的变化规律。仿真分析的结果对高速切削的切削参数和刀具的优化选择有重要的参考意义。     

微切削加工的切屑变形及切削力

本文从分析微切削加工表面的形成机理入手,在考虑刀具钝圆半径存在的条件下,分析了切削表面的形成过程和微切削加工中切削变形系数,在理论上阐明了微切削加工中的切屑变形及切削力情况。在进一步实验的基础上,探明了微切削加工中,切削速度、进给量、切削深度、刀具材料及工件材料等影响切屑变形及切削力的因素。得出了微切削加工中的切屑变形系数要大于常规切削加工的切屑变形系数,减小刀具钝圆半径会减小刀具后刀面与工件的接触长度,并且会减小切削刃以下部分金属的变形,有利于获得高质量的加工表面的结论。     

金属切削起始阶段切削力变化过程的数值模拟

借助于有限元软件ANSYS对金属切削的变形过程进行了数值模拟，从中得到了切削过程的初始阶段切削力的变化规律，并通过实验验证了这一规律的正确性。该方法新颖、独特，其应用将有助于分析刀具的破损及耐冲击性。     

正交切削区应力应变场的数值模拟

采用弹塑性变形理论及数值模拟技术,对直角切削的变形过程进行有限元分析。建立了高速切削条件下正交切削的数值模型,模拟了切削过程中切削区应力、应变场的变化过程,为深入探讨切削机理及规律提供理论依据。     

锯齿形切屑损伤和破坏的数值模拟研究

针对高速切削过程中锯齿形切屑的变形特点,利用ABAQUS软件,对淬硬45钢的正交切削试验进行有限元模拟,并与前期试验结果进行比较。结果表明:有限元模拟与试验结果基本一致。随着切削速度的增大,淬硬45钢的切屑形态由带状形变为锯齿形;切削速度增大,切削力反而减小;刀具前角越小,切削力波动越明显且切削力整体变大。     

45钢切削加工温度变化数值模拟分析

基于金属材料塑性变形理论,采用有限元软件建立材料的切削过程模型,对二维正交金属切削过程中温度场和应力变形进行数值模拟仿真,得到正交切削过程中切削温度变化,同时切削力变化曲线说明仿真结果确实很好的反映了加工的变化情况。     

不同切削参数的镍基合金直角切削有限元模拟

利用非线性有限元方法研究镍基合金高速切削过程。在平面应变状态下,通过对材料本构模型、边界条件与接触摩擦模型,以及网格划分环节进行处理,建立有限元直角正交二维切削模型。采用不同刀具前角、切削深度条件对镍基合金直角切削过程进行模拟和试验,分析得出直角切削过程中不同刀具前角和切削深度时切削力、剪切角变化情况,为选择合适的切削参数、提高切削质量提供理论依据。     

高速切削钛合金Ti6Al4V切屑的形成及其数值模拟

应用Hopkinson压杆实验装置,确定了航空用钛合金Ti6Al4V高应变和高温条件下的应力一应变关系,结合Ti6Al4V合金准静态试验数据,建立了适合高速切削仿真的Johnson--Cook本构模型;通过有限元数值模拟,仿真了高速切削Ti6Al4V合金的锯齿状切屑形成过程,分析了整个锯齿状切屑形成过程的切削力、切削温度、等效塑性应变的变化,深入探讨了锯齿状切屑的形成机理;将模拟计算得到的切削力和切削温度与试验结果进行了比较,两者具有较好的一致性。     

高速切削钛合金Ti6A14V切屑的形成及其数值模拟

应用Hopkinson压杆实验装置,确定了航空用钛合金Ti6A14V高应变和高温条件下的应力-应变关系,结合Ti6A14V合金准静态试验数据,建立了适合高速切削仿真的Johnson-Cook本构模型;通过有限元数值模拟,仿真了高速切削Ti6A14V合金的锯齿状切屑形成过程,分析了整个锯齿状切屑形成过程的切削力、切削温度、等效塑性应变的变化,深入探讨了锯齿状切屑的形成机理;将模拟计算得到的切削力和切削温度与试验结果进行了比较,两者具有较好的一致性.     

基于用户材料二次开发的Ti6Al4V切削加工三维有限元模拟

采用Ti6Al4V在大应变、高应变率和高温条件下的流动应力模型,通过用户材料二次开发写入Deform-3D材料库中,在此基础上开展了不同参数条件下Ti6Al4V高速车削加工的热—力耦合有限元模拟试验,对切削力、切削温度和刀具磨损随切削参数的变化进行深入研究。与试验结果的比较表明,采用二次开发的用户材料模型,可以提高切削力仿真精度,实现对整个切削过程的更准确预测。对切削力影响由大到小依次是背吃刀量、进给量、切削速度。从切削力的角度来选择切削参数时,优先选取较高的切削速度,其次考虑较大的进给量。对切削温度影响最大的是切削速度,且切削速度与切削温度呈正比关系,背吃刀量影响最小。从切削温度角度选择切削参数时,应选用较大的进给量和背吃刀量,适当减小切削速度。切削速度对刀具磨损的影响最大,所以,为了延长刀具的使用,必须合理地选择切削速度。     

高速加工时各切削参数对切削力影响的模拟研究

切削力是切削过程中重要的物理参数之一。本文应用数值模拟,对高速切削加工过程中切削参数(切削速度、进给量、切削深度)对切削力的影响进行了研究,给出了切削力随切削速度、进给量、切削深度的变化规律,对优化高速切削工艺及建立高速切削数据库具有指导意义。     

高速切削钛合金Ti6Al4V切屑的形成及其数值模拟

应用Hopkinson压杆实验装置,确定了航空用钛合金Ti6Al4V高应变和高温条件下的应力-应变关系,结合Ti6Al4V合金准静态试验数据,建立了适合高速切削仿真的Johnson-Cook本构模型;通过有限元数值模拟,仿真了高速切削Ti6Al4V合金的锯齿状切屑形成过程,分析了整个锯齿状切屑形成过程的切削力、切削温度、等效塑性应变的变化,深入探讨了锯齿状切屑的形成机理;将模拟计算得到的切削力和切削温度与试验结果进行了比较,两者具有较好的一致性。
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航空钛合金铣削过程有限元数值模拟

基于材料损伤理论确定了切屑分离准则,建立了钛合金TC4构件铣削过程的有限元模型,利用商业有限元软件(ABAQUS),在给定切削参数条件下,采用不同几何参数(前角、后角、螺旋角)的刀具对钛合金TC4的铣削过程进行了有限元模拟,研究了切削力和切削温度随刀具角度变化的规律,结果表明:铣刀的前角在10°~20°,后角为12°~20°,螺旋角为30°~45°时比较适合钛合金TC4的铣削。     

高速切削锯齿状切屑的有限元模拟

采用合理的断裂准则对高速硬切削条件下锯齿状切屑的形成进行了有限元模拟 ,并分析了切削过程中的应力场、应变场及温度场 ,探讨了锯齿状切屑的形成机理及影响因素。     

精密切削加工切削模型

本文从切削表面形成的机理出发,分析了精密切削过程中切削作用力的变化规律,建立了精密切削加工新的切削模型,得到了切削力与各主要参数的关系式及切削方程式,探明了精密切削加工机理。     

基于Lagrange法的金属切削加工过程数值模拟

利用Lagrange法在SuperForm软件中对金属切削加工过程及加工过程中的切削热、切削力耦合问题进行了数值仿真。模拟结果与实验结果非常接近，可以为实际加工过程的控制提供参考和依据。     

金属切削加工过程的有限元数值模拟

运用有限元方法对切削过程进行数值模拟,分析不同切削速度在切削加工过程中对切削温度及切削力的影响,从而有助于深入了解加工过程,合理选择加工工艺参数。     

工件材料切削加工相对性指标初探

针对工件材料切削加工性问题,提出了相对切削力的概念,在相同加工条件下,用以比较不同工件材料切削力的大小。通过试验测量出一组切削力数据,计算出加工几种常用材料时的相对切削力,并对其切削加工性进行了分析讨论？