基于ansys的切削加工的受力分析畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-15 22:10 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 對切削過程進行分析應用 ANSYS 后處理提取計算結 果，對切削過程的應力場變化進行分析研究。在有限元分析技術日趨成熟的今天，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更為經(jīng)濟，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)建關鍵點將所要畫的切削模型的平面圖關鍵點的坐標求出，然后逐個輸入到 ANSYS 中GUI:MainMenu Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active cs圖 6 定義第一個關鍵點圖 7 已定義的所有的關鍵點 通過關鍵點創(chuàng)建線段GUI:MainMenu Preprocessor Modeling Create Lines Straight Lines 彈出關鍵點拾取菜單，逐個拾取關鍵點連成線段。圖 8 關鍵點拾取菜單圖 9 拾取關鍵點生成成的直線 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 NEXT，再 選 SNA2，然后點 下面的屬性設置對話框圖 22 屬性設置對話框單擊 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。 求解準備和施加約束邊界條件 設置分析類型設置分析類型為靜態(tài)分析 GUI: MainMenu Solution Analysis Type New Analysis Static圖 23 選擇分析類型為暫態(tài) 求解控制設置 GUI: MainMenu Solution Analysis Type Sol Controls彈出下圖所示對話框，進行參數(shù)設置。圖 24 參數(shù)設置對話框將整個求解過程分為 5 個載荷步，設置為小位移約束，并且顯示所有載荷步的求解結果。 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。對刀具的側面施加位移為1 的 約束。 對工件底部施加全約束，工件右側面施加 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 選擇工件左側面為約束面圖 32 約束 X 方向位移到此施加約束結束，下面進入求解步驟。 求解分析 GUI:MainMenu Solution Solv
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