超精密切削切屑形成过程的三维有限元仿真

基于大变形有限元理论,建立了超精密切削的三维有限元模型,利用通用的商业有限元软件实现了超精密切削切屑形成过程的三维仿真．并对正交直角切削和斜角切削切屑的形成过程进行了比较深入的分析研究．结果表明：在同样切削条件下,斜角切削过程中产生的切削热、塑性应变和等效应力小于正交直角切削时产生的切削热、塑性应变和等效应力．     

基于ABAQUS的航空7075铝合金切削二维仿真

针对切削过程理论分析和实际模拟仿真所遇到的问题,分析讨论在模拟金属仿真切削过程中材料的本构模型、失效模型、切屑的分离准则和热力耦合等关键性技术,并利用大型通用有限元仿真软件ABAQUS对7075铝合金切削进行二维切削仿真,模拟得到切削仿真过程中切削力、切削热、应力应变.结果表明:有限元仿真与实际切削加工中的理论相符;利用有限元的方法模拟切削仿真可靠实用.有限元模拟方法得到的各种结果为航空铝合金的切削加工的工艺参数优化、刀具优选和工艺规划奠定了基础,同时也为进一步有效控制整体结构变形提供了新的研究手段.     

钛合金正交切削过程数值模拟

为了研究刀具磨损、加工表面残余应力分布,优化高速切削参数,基于切削条件下材料屈服流动特性、刀具-切屑界面接触摩擦行为以及单元网格划分,建立切削加工过程的有限元仿真模型.通过此模型模拟了钛合金连续状和锯齿状切屑的形成过程.以观察实际切屑形态,验证了该模型的有效性.     

奥氏体高锰钢的切削过程与形变强化规律

金属切削过程是切削层金属的塑性变形和断裂过程 .切削过程中 ,金属的形变强化、裂纹形成与长大的知识对理解切屑分离和流出是必要的 .本文应用快速落刀及金相分析方法研究了奥氏体温锰钢 5 0Mn18Cr4切削变形过程中的形变强化和微裂纹形成与扩展规律 .研究表明 ,切削过程中的形变强化规律符合幂函数规律 ;切削刃处切削材料的分离是该局部材料形变强化达到断裂应力的结果 ;奥氏体高锰钢切屑属挤裂型切屑 ;切屑断裂源于剪切带 ;在切屑沿前刀面流出过程中 ,因流速不等而产生的弯矩是导致切屑局部剪切失稳的重要原因     

大直径菲涅尔透镜模具加工机理

针对大直径菲涅尔透镜模具的加工难题,基于有限元仿真软件ABAQUS和模态实验方法对大直径菲涅尔透镜模具切削过程加工机理进行分析.介绍了菲涅尔透镜设计及模具加工原理,结合材料本构关系、材料失效准则等,建立正交切削二维模型,得到仿真切屑,与模态实验得到的切屑进行对比,验证了仿真切削模型的可行性.研究了切削速度、进给速度对切屑形成过程的影响.研究结果表明:在H62黄铜模具加工过程中,材料强度和塑脆性对切屑形态产生重要影响,随着变形速度的提高,材料强度提高,材料塑性降低,切屑的演化过程依次分为带状切屑、锯齿切屑、单元切屑.     

切屑折断分析及其直接断屑技术的研究

金属切削过程中,材料的去除是以切屑的形式完成的.切屑的形状受切削条件,如:切削速度、切削深度、进给量、工件材料以及刀具结构等因素的影响,而切屑形状又是影响工件加工效率的重要因素之一.首先将金属切削过程中产生的切屑分为理想型切屑和非理想型切屑;通过河流冲刷理论,假设切屑流摩擦刀片前刀面形成月牙洼的设想,提出理想断屑槽设计方法;通过切削实验,绘制断屑槽断屑特性曲线,从而揭示切削条件对切屑折断的作用规律,并进一步分析断屑槽的各种断屑机理.研究数据可为硬质合金可转位刀片的设计提供借鉴.     

球头刀高速铣削模具钢热力分布3D模拟

为了获得球头刀高速铣削模具钢在切削过程中的热力分布状态,为已加工表面的热力形成机制研究提供基础数据,利用基于拉格朗日算法的有限元工艺仿真系统DEFORM,对汽车覆盖件模具钢Cr12Mo V的高速铣削过程进行了3D有限元建模仿真.模型模拟了球头刀在倾角为15°时的切屑形成过程,预测的进给方向、跨距方向以及轴向方向的切削力与实验数据相符,在剪切面处模拟所得切削平均温度偏差在10%以内.模具表面切削区轮廓形状与高速铣削产生切屑形貌基本吻合,证明建立的3D模型能够较好地反应切削过程中的热力分布情况.     

金刚石刀具前角对超精密切削过程影响的有限元分析

基于大变形有限元理论和更新的拉格朗日方程式,建立热机械耦合的平面应变正交切削模型,并利用通用的商业有限元软件,对6061铝合金的超精密切削过程进行有限元仿真．分析金刚石刀具前角对切削力、切屑变形、切屑根部最大应变、作用于前刀面最大压应力和切削温度分布的影响．结果表明：随前角由负向正变化,切屑厚度变小而长度变长、切屑的曲率半径随着变小,切削力和切屑一刀具接触面上最大压应力则随之下降,刀尖附近的切削温度逐步上升,但切屑根部的最大应变则保持不变．以此优选金刚石刀具前角．     

航空钛合金高速切削有限元建模

为了正确模拟钛合金Ti6Al4V高速切削过程中锯齿状切屑形成的过程,深入研究有限元建模过程中有限元模型的建立、材料本构关系、切屑分离准则、材料失效准则、切削热动态耗散与热传导等关键技术.结合实例,分别采用热力耦合分析和绝热分析对钛合金Ti6Al4V的加工过程进行正交切削有限元模拟.通过对2种模型获得的应力分布、温度分布、切削力曲线进行分析,以及将2种模型获得的锯齿状切屑与实际切屑形状进行对比,证明了绝热剪切是导致高速切削钛合金生成锯齿状切屑的原因.     

钛合金切削绝热剪切带形成过程的有限元分析

采用有限元模拟方法对钛合金切削加工中的绝热剪切带形成过程进行了研究.通过对材料本构模型、刀-屑接触摩擦、切屑分离和绝热剪切等关键物理环节建模,建立了切削加工有限元模型.利用该有限元模型模拟和分析了钛合金TC4切削绝热剪切带形成的全过程,得到了与试验相似的锯齿状切屑,切屑中绝热剪切带分布规律与试验结果较为一致,切削力模拟结果与试验数据相吻合.研究结果表明,刀尖处首先形成小的变形区并逐渐扩展至切屑表面,变形区发生集中滑移,锯齿节块滑出,最终形成变形高度集中的剪切带;绝热剪切带内的温度相当高,而其两侧材料温度较低;绝热剪切带的形成与弹性能释放密切相关,弹性模量越小,切屑锯齿化程度和剪切带间隔时间越大.     

冷弯型钢成型回弹过程有限元模拟研究

冷弯型钢成型过程的变形非常复杂，回弹研究又是冷弯成型研究中基本部分．采用有限元法对冷弯成型回弹过程进行数值模拟，既可以获得许多有价值的数据，又可以降低生产成本，所以值得推广．首先采用显式动力学弹塑性有限元法对冷弯型钢成型过程进行了模拟计算，接着利用隐式静力学有限元法分析了后续的回弹过程，最后将回弹量的模拟值与实验值进行了比较，表明计算结果具有一定的可信度．这有助于工厂改进工艺．生产出高质量的产品．     

Improvement of springback prediction of wide sheet metal air bending process

Accurate springback prediction of wide sheet metal air bending process is important to improve product quality and ensure the precision in dimension. The definition of elastic limit bend angle was proposed. Based on cantilever beam elastic deforming theory, the geometrical parameters of forming tools, sheet thickness and the material yielding strain were derived and validated by the finite element method (FEM). Employing the degree of elastic limit bend angle, the equation for springback prediction was constructed, the results calculated fit well with experimental data. Especially for the small bend angle, the predicted results by equation were applied to conduct the springback prediction and compensation in industries and give closer correlation to the experimental data than those calculated by engineering theory of plastic bending.     

大型曲轴用钢热成形材料模型的研究

通过对大型曲轴用钢35CrMo钢的热力模拟试验和数据处理, 研究了变形温度、应变速率等参量对35CrMo钢应力、应变关系和再结晶特征的影响.建立了该钢热成形的材料模型,给有限元数值模拟该钢热成形过程提供了基本数据,也为热成形力能参数和加热温度的合理确定提供了科学依据.     

面向金属切削过程数值模拟的材料本构方程和刀-屑摩擦特性

为了提高金属切削过程的数值模拟精度,围绕与其密切相关的材料本构方程和刀-屑摩擦特性展开研究。针对铝合金7050-T7451材料,采用分离式霍普金森压杆实验（Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB）获取材料本构方程,采用正交切削实验获取切削过程的刀-屑摩擦曲线。对AdvantEdge FEM软件进行二次开发,输入材料本构方程和刀-屑摩擦系数,研究切屑厚度、剪切角、应变、应变率等切削过程典型特征随切削参数的变化规律。结果表明：所提出的数值模拟方法对切削过程的典型特征具有很好的预测效果,在AdvantEdge FEM软件中输入合适的材料本构方程和刀-屑摩擦系数能够明显提高数值模拟精度。     

端铣切削可转位铣刀片刃前区温度场分析

端铣切削难加工材料3Cr1Mo1/4V过程中产生切削高温,导致刀片破损速度加快,使用寿命降低.因此精确控制切削热和准确测量切削温度成为决定此类难加工材料切削性能的关键因素.通过可转位铣刀片断续车削模拟端铣切削的实验方案,利用红外辐射测温法分析切屑自由端表面的温度分布规律,并借助有限元软件的热传导单元获得刀-屑接触区及切屑内部的温度场分布.研究结果表明,断续切削实验方案及有限元模拟可有效用于铣刀片刃前区温度场分析,从切屑一侧研究切削热及切削温度,为优化设计铣刀片槽型,提高刀具寿命和加工效率等奠定基础.     

铝合金三维铣削加工的有限元模拟与分析

针对铝合金材料7050T7451的铣削加工，将刀具视为刚体，前刀面和切屑间的摩擦定义为材料流应
力的函数，采用商业有限元软件DEFORM3D，建立了能够反应实际铣削状态的三维铣削模型.利用该模型模
拟了切屑的形成过程，获得了与实际切屑相似的屑形.通过分析铣削过程中的三维铣削力的变化，揭示了
刀 屑的接触长度.对应力、应变和切削温度分布的分析表明，应力主要集中在第一剪切区，而应变和温
度的最大值在刀 屑接触面上.     

高温合金(GH4169)螺栓镦挤成形有限元模拟

系统介绍了有限元法在热锻成形领域的基本理论和关键技术，并利用相关的有限元分析软件对高温合金（GH4169）螺栓的镦挤成形过程成功地进行了模拟，实现了变形金属的流动分析和模具的优化设计。     

机械事件仿真及其分析实例

机械事件仿真集成了运动学、柔体动力学和非线性应力分析理论,可以对一个事件的过程进行分析,本文简要介绍了其基本思想,并采用该方法对125穿甲弹在膛内运动这一事件进行了仿真分析。     

三通管内高压成形载荷路径试验优化设计

采用DYNAFORM有限元软件对三通管内高压成形过程进行了数值模拟研究,采用正交试验优化设计方法进行载荷路径参数优化,找出了T型管内高压成形的内压力、轴向进给力、背压力三参数的最优组合,采用该最优组合参数的试验结果与数值模拟结果相吻合。