金屬切削過程有限元模擬開題報告(編輯修改稿)
2025-02-17 18:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 來解決切削刀具接觸面的摩擦問題。1996年，Sasahara和Obikawa等利用彈塑性有限元法，忽略了溫度和應變速率的效果，模擬了低速連續(xù)切削時被加工表面的的殘余應力和應變；ZoneChing Lin，YuungDer Yarng利用更新的拉格朗日方程及增量理論建立了三維彈塑性有限元模型，并研究了不同切削速度下切削中碳鋼時切削力及殘余應力的變化。1998至1999年，Lars Olovsson，Larsgunnar Nilsson，Kjell Simonsson，，；、溫度場分布的二維與三維有限元分析；Liangchi Zhang等人對有限元分析正交切削中的切屑分離準則作了深入研究。2000年，臺灣科技大學的ZoneChing Lin等對Nip合金的正交超精密切削深度和切削速度對殘余應力的影響做了研究，模擬前對單向拉伸試驗數(shù)據(jù)進行回歸分析，得出材料的流動應力公式，考慮切削加工中熱機耦合效應，建立了熱彈塑性有限元模型。2001年， Yang， Liu建立了切削加工中摩擦力隨壓力變化的有限元模型，并研究它對殘余應力的影響。2002年，，，分別建立了金屬切削仿真的二維和三維切削模型，他們采用了網(wǎng)格自適應重劃算法來解決刀屑接觸區(qū)局部單元所產(chǎn)生的大變形問題，分析了切削過程中的工件和刀具中的溫度場、VonMises應力分布等，成功的模擬了切削的性形成過程。2003年，宋金玲等通過計算機模擬金屬切削連續(xù)穩(wěn)態(tài)成屑過程，以三角元素進行有限元網(wǎng)格劃分，采用VonMises屈服判據(jù)和PrandtlReuss流動定律，對工件切屑進行彈塑性變形及受力分析。2004年，鄧文君等華南理工大學建立了高強度耐磨鋁青銅的正交切削有限元模型，該模型用了熱力耦合方法，形成的是連續(xù)形切屑。刀具使用增量步法移動，使用有限元分析軟件MARC的網(wǎng)格重復技術(shù)，對刀具開始切削到切削溫度達到一個穩(wěn)定的狀態(tài)的切削過程進行了有限元仿真。分析了在不同的切削速度和切削深度下應力、應變、溫度、應變速率以及切屑形狀，該模型也是二維模型。2006年，江蘇大學盧樹斌采用DEFORM軟件建立了二維和三維金屬切削模型，研究了高速金屬切削原理，模擬了高速切削下切屑的形成過程，并對刀具的磨損狀況進行了預測。2007年，劉勝永等討論了二維切削中摩擦系數(shù)對切屑變形、切削溫度等的影響。綜上可見，盡管國內(nèi)外關于金屬切削過程有限元模擬方面的研究工作已經(jīng)開展多年，三維有限元模型也被越來越多的人采用，但三維有限元模型中的多數(shù)工作也僅僅是針對簡化后幾何結(jié)構(gòu)，且很少涉及到刀具的磨損，其模擬結(jié)果有較大的理想型，在一定的程度上限制了模擬結(jié)果對實際加工的預測和指導意義。2. 發(fā)展趨勢：到目前為止有限元法更多的是作為理解切削加工機理的重要工具。隨著研究的進一步深入，預期下列幾方面將成為研究的重點。（1） 切削模型的進一步完善化。目前，大多數(shù)研究工作者還是致力于建立能反映一般切削過程的切削模型。將來反應切削過程中各種特定現(xiàn)象的切削模型將成為研究的熱點。例如，能反應積屑瘤、鱗刺、切削層中的分流等現(xiàn)象的切削模型，以期通過對這些模型的分析，更好的闡明切削過程中各種現(xiàn)象的本質(zhì)，提出控制這些現(xiàn)象的措施，進而建立能根據(jù)切削過程各種力學參數(shù)的變化而預測切削結(jié)果的預測理論。（2） 實際切削過程的諸多工藝因素的影響在切削加工模擬中不在被簡化或忽略。例如，車
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