【正文】 8 謝辭在本畢業(yè)設(shè)計(jì)承蒙王占奎和付素芳老師的認(rèn)真指導(dǎo)和熱心幫助，特別是在星期天、節(jié)假日指導(dǎo)老師放棄休息時(shí)間，耐心地 輔導(dǎo) 我們，才使我在本次 畢業(yè)設(shè)計(jì)得以按規(guī)定的時(shí)間順利的完成！我們指導(dǎo)老師豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和淵博的知識以及嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的、認(rèn)認(rèn)真真工作態(tài)度已經(jīng)深深的印在我的腦海里了，對我影響很大！通過指導(dǎo)老師的熱心認(rèn)真的指導(dǎo)，使我能夠?qū)C(jī)械設(shè)計(jì)基本知識能夠認(rèn)真學(xué)習(xí)并得到提高；對有關(guān)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行有效的查閱；在運(yùn)用軟件時(shí)能夠融會(huì)貫通。為了更清楚地說 明應(yīng)力集中處的應(yīng)力分布狀況，還可利用 ANSYS 沿應(yīng)力最大處的縱切面表面節(jié)點(diǎn)作切片，以顯示截面應(yīng)力變化曲線。此外，由于刀尖部位應(yīng)力最大，磨 損嚴(yán)重，將直接影響加工質(zhì)量，因此需要及時(shí)檢查刀具狀況并進(jìn)行刀具補(bǔ)償。由于刀尖部位為最大應(yīng)力點(diǎn)，由此可知刀具破壞的主要形式為刀尖和刀刃破壞，因此選用高強(qiáng)度刀片材料對于增加刀具強(qiáng)度是十分必要的。圖 34 讀取載荷步對話框圖 35 讀取第一載荷步圖 36 讀取第二載荷步圖 37 讀取第三載荷步圖 38 讀取第四載荷步圖 39 讀取第五載荷步7 ANSYS 求解結(jié)果分析由圖知，在靠近切削刃的應(yīng)力具有最大值，在前刀上，有效 應(yīng)力從切削刃處開始急劇下降，后刀面上的有效應(yīng)力下降較為緩慢。圖 33 求解完成 結(jié)果后處理 進(jìn)入 ANSYS 后處理器，按載荷步分別查看個(gè)的應(yīng)力分布情況。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。對刀具的側(cè)面施加位移為1 的 約束。圖 24 參數(shù)設(shè)置對話框?qū)⒄麄€(gè)求解過程分為 5 個(gè)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。按照上述方法，可再建立4 號摩擦接觸對。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。 生成組元 GUI:UtilityMenu Select Entities彈出的選擇對象對話框。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。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(gè)輸入到 ANSYS 中GUI:MainMenu Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active cs圖 6 定義第一個(gè)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(gè)拾取關(guān)鍵點(diǎn)連成線段。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。切削厚度為 2mm 進(jìn)行切削。刀具采用前角 10176。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 =。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(xiàng)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。 本課題研究的內(nèi)容和意義本課題的總體思路是通過大型有限元分析軟件 ANSYS 來模擬金屬切削過程并分析該過程中刀具的應(yīng)力，應(yīng)變場變化， 進(jìn)而得出刀具受力的邊界條件，以此為基礎(chǔ)對刀具的應(yīng)力場進(jìn)行有限元分析，并對刀具的幾何參數(shù)進(jìn)行虛擬化設(shè)計(jì)。作為優(yōu)化產(chǎn)品研發(fā)流程的仿真技術(shù)及軟件的開發(fā)者和革新者，ANSYS 公司 2022年 6 月 2 日發(fā)布 ANSYS 新版本。 （4）采用拉格朗日（Lagrange）乘子法、 罰函數(shù)法或直接引入法，將接觸面條件引入泛函，求解接觸和碰撞問題。 （2）采用預(yù)測校正法或廣義中心法等對材料非線性本構(gòu)方程進(jìn)行積分，決定加載過程中材料的應(yīng)力應(yīng)變的演化過程。 這三類問題，從方程自身性質(zhì)考慮， 還存在對應(yīng)的非線性情形，非線性可以是由材料性質(zhì)，變形狀態(tài)和邊界接觸條件引起的，分別成為材料、幾何、邊界非線性。 應(yīng)用 ANSYS 提供的立體 問題單元對力學(xué)問題進(jìn)行模擬分析是我們的課題中將采用的主要方法。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。因此它可應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域： 航空航天、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機(jī)械、微機(jī) 電系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)器械等。 是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級 CAE 工具之一。5 有限元分析軟件 ANSYS 簡介及本課題研究的內(nèi)容和意義 ANSYS 簡介 ［10］ANSYS 軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁 場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。YW 類硬質(zhì)合金也叫通用硬質(zhì)合金，是一種用途廣泛的硬質(zhì)合金，已部分代替 YT 和 YG 類硬質(zhì)合金。YT 類硬質(zhì)合金的硬質(zhì)相材料是 WC 和 TiC，粘 結(jié)劑為 Co。YG 類硬質(zhì)合金的硬質(zhì)相材料是 WC 粘接劑為 Co。目前國內(nèi)外已研制出許多新型硬質(zhì)合金，提高了綜合性能。由于硬 質(zhì)合金具有高的熱硬性（可達(dá)