基于ansys的切削加工受力分析畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-15 21:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 YS 的前處理建立金屬切削的有限元模型 對切削過程進(jìn)行分析應(yīng)用 ANSYS 后處理提取計算結(jié) 果，對切削過程的應(yīng)力場變化進(jìn)行分析研究。在有限元分析技術(shù)日趨成熟的今天，本課題研究的意義在于將這項較為成熟的技術(shù)引入到切削加工的研究與開發(fā)上來，為切削加工研究提供一種更為簡潔有效且可靠精確的方法。與傳統(tǒng)研究相比較有限元分析技術(shù)更為經(jīng)濟(jì)，高效，完善，精確，而且研究的廣度和深度都有所發(fā)展。6 切削加工受力分析的 ANSYS 求解過程 定義單元類型 ［1］本文在 ANSYS 中工件選擇 45 號鋼, 查材料手冊得相關(guān)數(shù)據(jù): 彈性模量E=200GPa, 泊松比 μ =。刀具選用 YT 類硬質(zhì) 合金, 查材料手冊得相關(guān)數(shù)據(jù): 刀具的彈性模量為 600GPa, 泊松比為 。刀具采用前角 10176。, 后角 8176。，切削厚度為 2mm 進(jìn)行切削。工件 選用 solid185 單元，刀具選用 solid45 單元。GUI:MainMenu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete彈出定義單元對話框選擇 solid185 單元，然后單擊 Add 選擇 solid45。圖 1 定義工件模型為 1 號 solid185圖 2 定義刀具模型為 2 號 solid45 定義材料屬性數(shù)據(jù) ［11］根據(jù)查表所得的工件和刀具的材料屬性數(shù)據(jù)來定義。對一號材料模型輸入彈性模量，泊松比分別為 和 ，對二號材料模型分別輸入彈性模量和泊松比為 6e11 和 ，再對二號模型輸入摩擦系數(shù) .GUI:MainMenu Preprocessor Material Models 彈出定義材料屬性對話框 圖 3 定義工件的彈性模量和泊松比圖 4 定義刀具的彈性模量和泊松比圖 5 定義摩擦系數(shù) 創(chuàng)建模型 創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)將所要畫的切削模型的平面圖關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)求出，然后逐個輸入到 ANSYS 中GUI:MainMenu Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active cs圖 6 定義第一個關(guān)鍵點(diǎn)圖 7 已定義的所有的關(guān)鍵點(diǎn) 通過關(guān)鍵點(diǎn)創(chuàng)建線段GUI:MainMenu Preprocessor Modeling Create Lines Straight Lines 彈出關(guān)鍵點(diǎn)拾取菜單，逐個拾取關(guān)鍵點(diǎn)連成線段。圖 8 關(guān)鍵點(diǎn)拾取菜單圖 9 拾取關(guān)鍵點(diǎn)生成成的直線 由直線生成面通過連成的直線生成平面GUI: MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary By Lines圖 10 拾取直線生成的平面 由平面拉伸成體 GUI: MainMenu Preprocessor Modeling Operate Extrude Areas Along Normal 彈出沿法向拉伸的對話框，輸入拉伸距離為 8，選擇面生成立體模型.圖 11 法向拉伸對話框圖 12 拾取面生成的體 劃分網(wǎng)格 將定義的單元類型和材料模型賦予工件 GUI:MainMenu Preprocessor Meshing Mesh Attributes Picked Volumes在彈出的對話框中將 1 號 solid185 單元賦予 1 號工件材料模型，將 2 號solid45 單元賦 予 2 號車刀模型。圖 13 將定義的材料模型 1 和單元類型 1 賦予工件圖 14 將定義的材料模型 2 和單元類型 2 賦予刀具 用智能劃分進(jìn)行網(wǎng)格尺寸控制GUI: MainMenu Preprocessor Meshing Size Cntrls SmartSize Basic 圖 15 智能尺寸劃分 網(wǎng)格劃分 GUI: MainMenu Preprocessor Meshing Mesh Volumes free圖 16 網(wǎng)格劃分的結(jié)果 創(chuàng)建摩擦接觸對在刀具切削工件的過程中，主要的摩擦發(fā)生在切屑底層與前刀面的摩擦和后刀面與已加工表面的摩擦。所以在模型中創(chuàng)建兩對接觸對。 生成組元 GUI:UtilityMenu Select Entities彈出的選擇對象對話框。選擇對象為所有的面，從所有面中拾取刀具的后刀面，再拾取其上所有節(jié)點(diǎn)生成 組元 SNA1。圖 17 選擇對象為所有的面圖 18 選擇后刀面圖 19 選擇面上所有節(jié)點(diǎn)GUI: UtilityMenu Select Comp/Assembly Create Compo彈出的對話框中定義組元 SNA1.圖 20 生成組元 SNA1 按照上述方法依次定義已加工表面，前刀面，切削底層的組元分別為為SNA2,PULL1,PULL2。 定義摩擦接觸對 GUI: MainMenu Preprocessor Modeling Create Contact Pairs 彈出的“ 接觸管理” 對話 框， 選擇新建接觸對圖 21 生接接觸面對話框在上圖對話框中選擇 SNA1，然后點(diǎn) NEXT，再 選 SNA2，然后點(diǎn) 下面的屬性設(shè)置對話框圖 22 屬性設(shè)置對話框單擊 OK，再單擊 Creat 即可建立 3 號摩擦接觸對。按照上述方法，可再建立4 號摩擦接觸對。 求解準(zhǔn)備和施加約束邊界條件 設(shè)置分析類型設(shè)置分析類型為靜態(tài)分析 GUI: MainMenu Solution Analysis Type New Analysis Static圖 23 選擇分析類型為暫態(tài) 求解控制設(shè)置 GUI: MainMenu Solution Analysis Type Sol Controls彈出下圖所示對話框，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。圖 24 參數(shù)設(shè)置對話框?qū)⒄麄€求解過程分為 5 個載荷步，設(shè)置為小位移約束，并且顯示所有載荷步的求解結(jié)果。 施加約束邊界條件對刀具的頂面施加 Y 方向的位移約束，約束作用距離為零。對刀具的側(cè)面施加位移為1 的 約束。 對工件底部施加全約束，工件右側(cè)面施加 X 方向的約束，約束作用距離為零。GUI:Utility Select Entities圖 25 拾取刀具頂面作為約束施加平面GUI: MainMenu Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Areas圖 26 約束 Y 方向位移圖 27 選擇刀具左側(cè)面為位移約束面圖 28 約束 X 方向位移圖 29 選擇工件底面為約束面圖 30 約束所有自由度圖 31 選擇工件左側(cè)面為約束面圖 32 約束 X 方向位移到此施加約束結(jié)束，下面進(jìn)入求解步驟。 求解分析 GUI:MainMenu Solution Solv
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