【正文】 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 23 頁 共 66 頁圖 單邊混合選擇編輯命令，實(shí)體化，如圖 所示。 連續(xù)體的離散化 首先應(yīng)根據(jù)連續(xù)體的形狀選擇最能完滿地描述連續(xù)體形狀的單元。前處理模塊提供了一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型；分析計(jì)算模塊包括結(jié)構(gòu)分析（可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析） 、流體動力學(xué)分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力；后處理模塊可將計(jì)算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示（可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部）等圖形方式顯示出來，也可將計(jì)算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。 ANSYS 程序提供了完整的布爾運(yùn)算，諸如相加、相減、相交、分割、粘結(jié)和重疊。 ANSYS 程序自由網(wǎng)格劃分器功能是十分強(qiáng)大的，可對復(fù)雜模型直接劃分，避免了用戶對各個(gè)部分分別劃分然后進(jìn)行組裝時(shí)各部分網(wǎng)格不匹配帶來的麻煩。 結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析 結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析用來求解隨時(shí)間變化的載荷對結(jié)構(gòu)或部件的影響。熱傳遞的三種類型均可進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)、線性和非線性分析。 壓電分析 用于分析二維或三維結(jié)構(gòu)對 AC （交流） 、 DC （直流）或任意隨時(shí)間變化的電流或機(jī)械載荷的響應(yīng)。 Element Types 對話框中的 Close 按鈕。 導(dǎo)入麻花鉆的模型 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 30 頁 共 66 頁單擊 fileimportiges。如圖 所示。 3. fileChange Title ” MT ” OK。 1。點(diǎn)擊 ” Pick All ” 單元?jiǎng)澐滞瓿?，如圖 所示： 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 39 頁 共 66 頁圖 網(wǎng)格化示意圖3. Plot，網(wǎng)格劃分完畢。 的操作流程（ 1） 導(dǎo) 入 幾 何 模 型 在 DEFORM3D 軟 件 中 ， 不 能 直 接 建 立 三 維 幾 何 模 型 ， 必 須 通 過 其 他 CAD/CAE軟 件 建 模 后 導(dǎo) 入 導(dǎo) DEFORM 系 統(tǒng) 中 ， 目 前 ， DEFORM3D 的 幾 何 模 型 接 口 格 式 有 : ① STL:幾 乎 所 有 的 CAD 軟 件 都 有 這 個(gè) 接 口 。 DEFORM3D 的 前 處 理 中 網(wǎng) 格 劃 分 有 兩 種 方 式 ， 一 種 是 用 戶 指 定 單 元 數(shù) 量 ， 系 統(tǒng)默 認(rèn) 劃 分 方 式 ， 用 戶 指 定 的 網(wǎng) 格 單 元 數(shù) 量 只 是 網(wǎng) 格 劃 分 的 上 限 約 數(shù) ， 實(shí) 際 劃 分 的 網(wǎng) 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 48 頁 共 66 頁格 單 元 數(shù) 量 不 會 超 過 這 個(gè) 值 。在 材 料 庫 中 ， 對 每 一 種 支 持 的 材 料 提 供 了 不 同 溫 度 和 應(yīng) 變 率 下 材 料 流 動 應(yīng) 力 應(yīng) 變曲 線 和 膨 脹 系 數(shù) ， 彈 性 模 量 ， 泊 松 比 ， 熱 導(dǎo) 率 等 隨 溫 度 的 變 化 曲 線 。 定 義 的 對 稱 剛 性 平 面 可 以滿 足 法 向 的 零 位 移 約 束 和 法 向 零 熱 流 約 條 件 。DEFORM 支 持 在 加 工 過 程 中 以 等 值 線 ， 分 布 云 圖 ， 數(shù) 值 符 號 ， 色 標(biāo) ， 等 值 面 和 切 平面 矢 量 等 方 式 顯 示 各 種 場 變 量 分 布 。 其 中 的 局 部 加 工 硬 化 ， 應(yīng) 力 集 中 ， 高 應(yīng) 力 梯 度 ， 工件 模 具 的 接 觸 壓 力 等 結(jié) 果 ， 可 以 評 定 成 形 產(chǎn) 品 的 質(zhì) 量 好 壞 的 控 制 因 素 。在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的熱切關(guān)懷下，在老師的悉心指導(dǎo)下，在其他同學(xué)無私的幫助下，我完成了自己的本科畢業(yè)論文，給四年大學(xué)生涯畫上了一個(gè)圓滿的句點(diǎn)。 下 面 選 擇 個(gè) 別 步 驟 分 析 。 一 旦 模 具 設(shè) 計(jì) 和 初 始 坯 料 形 狀 尺 寸 不 合 理 ， 從 分 析 結(jié) 果 中 可 顯 示 出 材 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 50 頁 共 66 頁料 流 動 受 阻 后 可 能 出 現(xiàn) 的 開 裂 或 是 重 疊 ， 從 歷 程 顯 示 可 以 提 取 模 具 成 形 力 隨 行 程 的變 化 曲 線 ， 是 一 個(gè) 從 設(shè) 備 加 工 能 力 ， 設(shè) 備 消 耗 角 度 來 設(shè) 計(jì) 加 工 工 藝 的 必 須 指 標(biāo) 。 （ 7） 增 加 約 束 DEFORM 可 以 在 節(jié) 點(diǎn) 上 增 加 各 個(gè) 自 由 度 的 約 束 。 實(shí) 際 鍛 造 過 程 中 ， 模 具或 多 或 少 都 存 在 變 形 ， 當(dāng) 要 分 析 模 具 的 溫 度 和 變 形 時(shí) ， 可 將 模 具 離 散 成 為 具 有 溫 度和 位 移 自 由 度 的 有 限 單 元 ， 定 義 成 為 可 變 形 的 接 觸 體 ， 這 會 使 計(jì) 算 的 規(guī) 模 增 加 ， 但是 分 析 結(jié) 果 更 加 合 乎 實(shí) 際 情 況 。 （ 4） 材 料 模 型 在 DEFORM3D 軟 件 中 ， 用 戶 可 以 根 據(jù) 分 析 的 需 要 ， 輸 入 材 料 的 彈 性 、 塑 性 、 熱物 理 性 能 數(shù) 據(jù) ， 如 果 需 要 分 析 熱 處 理 工 藝 ， 還 可 以 輸 入 材 料 的 每 一 種 相 得 相 關(guān) 數(shù) 據(jù)以 及 硬 化 、 擴(kuò) 散 等 數(shù) 據(jù) 。 但 是 它 也 接 收 外 部 程 序 所 生 成 的 六 面體 (磚 塊 )網(wǎng) 格 。 提高工模具設(shè)計(jì)效率，降低生產(chǎn)和材料成本。 導(dǎo)入麻花鉆的模型 importIGES ” ImportIGES File ” 對話框OK。 Element Types 對話框中的 Close 按鈕。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 37 頁 共 66 頁 模態(tài)分析中的四個(gè)主要步驟： 建模 選擇分析類型和分析選項(xiàng) 施加邊界條件并求解 評價(jià)結(jié)果 模態(tài)分析步驟: 指定分析標(biāo)題并設(shè)置分析范疇 1. filestart New, ” Do Not FileNO ” OK。 。 PRXY 為 。 “10node 92” 。并且可以利用后處理功能產(chǎn)生壓力、流率和溫度分布的圖形顯示。當(dāng)運(yùn)動的積累影響起主要作用時(shí)，可使用這些功能分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)在空間中的運(yùn)動特性，并確定結(jié)構(gòu)中由此產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和變形。靜力分析很適合求解慣性和阻尼對結(jié)構(gòu)的影響并不顯著的問題。延伸網(wǎng)格劃分可將一個(gè)二維網(wǎng)格延伸成一個(gè)三維網(wǎng)格。用戶利用這些高級圖元直接構(gòu)造幾何模型，如二維的圓和矩形以及三維的塊、球、錐和柱。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國 ANSYS 開發(fā)，它能與多數(shù) CAD 軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如 Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I － DEAS, AutoCAD 等， 是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級 CAD 工具之一。并對每個(gè)單元根據(jù)分塊近似的思想，假設(shè)一個(gè)簡單的函數(shù)近似地表示單元內(nèi)位移的分布規(guī)律，再利用力學(xué)理論中的變分原理或其他方法，建立結(jié)點(diǎn)力與位移之問的力學(xué)特性關(guān)系，得到一組以結(jié)點(diǎn)位移為未知量的代數(shù)方程，從而求解結(jié)點(diǎn)的位移分量。如圖 所示。如圖 圖 草繪平面選取 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 13 頁 共 66 頁單擊圓心和圓點(diǎn)按鈕，繪制直徑為 20mm 的圓，作為拉伸截面，如圖 所示。Pro/ENGINEER 還提供了全面集成緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。鉆削力和扭矩 主切削刃 橫刃 棱帶軸向力 40 57 3扭矩 80 10 10表 麻花鉆受力分布軸向力F= (N)切削功率 =2 （W）表 高速鋼麻花鉆切削力及功率計(jì)算公式計(jì)算公式 單位 d（mm） ；f（mm/r）?；妫呵邢魅猩先我稽c(diǎn)的基面，是通過該點(diǎn)，且垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面，如圖 所示。~30176。減小到30176。如圖 所示，其值總是負(fù)的。直徑小的鉆頭為直柄。Deform3d 是 SFTC 公司開發(fā)的基于有限元分析的工藝仿真軟件，針對復(fù)雜的金屬成型過程，能夠分析各種成型、熱處理工藝，對加工過程中因工件材料、刀具材料的剪切變形、切削溫度內(nèi)應(yīng)力等因素進(jìn)行分析，是正確選擇刀具材料、刀具角度和切削用量 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 5 頁 共 66 頁以及進(jìn)行材料加工性分析的依據(jù)。所以，采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)研究切削過程中的金屬變形及其溫度分布等是目前最有發(fā)展前景的研究方法之一。2022 年華南理工大學(xué)的何振威、全燕鳴和樂有樹用 DEFORM2D 軟件建立了典型的正交切削模型，研究了高速切削中切削熱在切屑、工件和刀具部分的量化分配規(guī)律。國內(nèi)外的研究者在有限元分析法上都做了細(xì)致的研究，取得了很多卓越的成果，可也還是留下了一些發(fā)展的空間，讓我們后人去探索。通過應(yīng)用有限元軟件進(jìn)行仿真模擬分析得出的數(shù)據(jù)與通過實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)基本吻合，說明仿真模擬具有很高的可靠性，可作為研究設(shè)計(jì)的依據(jù)。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 III 目 錄目 錄 ...............................................I1 緒論 .................................................1 ..................................................1 研究背景與國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..............................2 ......................................3 ..................................42 麻花鉆切削理論基礎(chǔ) ...................................6 ................................6 ......................................6 ......................................7 ....................................9 ..........................................93 麻花鉆的建模 ........................................11 PRO/ENGINEER ........................................11 Pro/ENGINEER的概述 .............................11 .........................................11 .......................................15 .........................................19 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 IV 4 有限元數(shù)值分析理論與 ANSYS 軟件介紹 ..................24 ...............................24 ...................................24 .........................................24 ANSYS軟件介紹 .......................................24 .....................................25 PREP7 .................................2