汽车前车门结构性能的计算机辅助分析与研究

通过计算机辅助分析与计算，建立车门有限元计算模型，全面分析车门在各种可能工况下的应力、变形和模态特性等各项性能，以确定车门结构设计的合理性、可靠性是满足各项技术性能要求。为车门结构设计与优化提供思路与依据。     

有限元分析方法在金属高速加工中的应用

阐述了高速切削加工技术的优势与发展瓶颈,简述了有限元分析方法在机械工程上的应用,总结分析了有限元分析方法在切削过程、切削加工表面残余应力计算、切削热和切削温度以及切屑形成机理等高速切削加工方面的建模和模拟等方面所取得的研究成果及不足,展望了高速切削加工技术的研究方向.     

大型薄壁机匣件辅助支撑方式优化

针对大型薄壁复杂结构整体机匣件加工变形大,影响发动机装配精度、维修性能和使役性的突出问题,采用ABAQUS软件有限元仿真计算及其二次开发技术,提出一种以连续多个静态隐式分析步仿真计算代替动态显式仿真的方法,实现了整体机匣件加工变形的有限元快速仿真预测;基于加工变形预测结果,对辅助支撑元件数量、支撑位置和支撑元件结构等因素进行优化设计,有效地减小了大型薄壁复杂结构机匣件的加工变形,完善了该类工件的小变形加工技术。     

大型薄壁回转结构件加工变形预测研究

针对大型薄壁回转体车削过程中加工变形大,影响发动机安装和使役性能的突出问题,基于ABAQUS软件有限元仿真及其二次开发技术,开发了具有切削力载荷动态施加、依次卸载关键功能的有限元仿真辅助软件,实现了大型薄壁回转结构件全尺寸、完整结构的车削加工变形有限元仿真预测;并针对两种径向辅助支撑方式,分析了切削力对工件内、外圆跳动误差的影响规律;通过仿真计算结果和试验结果对比,验证了加工变形有限元预测的准确性;论文提出的相关技术为控制大型薄壁回转体加工变形、优化装夹方式提供了技术支持。     

集装箱刚度试验的有限元前置处理

采用完全ＣＡＤ式的建模环境，使得集装箱刚度试验的有限元前置处理直观、高效、快速、，综合分析了集装箱建模过程中的实际问题，提出了适合于集装箱刚度试验的有限元前置处理技术，分析结果与试验结果逼近，成功地模拟了ＩＳＯ要求的各项试验。     

有限元仿真技术在刀具磨损研究中的应用

采用有限元仿真的方法对刀具磨损进行研究,不仅可以全面获得切削过程中的各项参数,而且具有成本低、效率高等优点;分析了有限元技术在刀具磨损应用中的关键技术,包括材料的本构模型、接触类型和摩擦模型、磨损模型和磨损计算、ALE网格技术、分离准则和断裂准则,分析了目前研究存在的问题,并提出未来的发展方向,对于推动有限元技术在刀具磨损中的应用具有指导意义。     

装夹力导致的加工误差仿真

研究了一种装夹力作用下工件加工误差的仿真算法：首先采用有限元方法计算工件装夹变形，然后通过基于网格的映射方法计算装夹力释放后工件加工面的回弹变形，最后应用误差分析技术得到加工误差。典型工件的试验验证表明，算法是有效可行的。     

薄壁零件加工变形分析及控制方案

介绍了有限元在分析薄壁件铣削加工变形中的应用，并提出一种数控补偿方法来减少让刀误差，从而控制薄壁件的加工精度。通过分析和实验建立切削力模型，运用ANSYS有限元分析软件对典型薄壁框体零件的加工变形进行了分析计算，结果与实际加工情况相符。根据有限元分析结果，提出在精加工时，在数控编程时让刀具在原有走刀轨迹中按变形程度附加一个偏摆，补偿因变形而产生的让刀量，可基本消除让刀误差。     

弱刚性超高强度铝合金零件精密切削试验研究

通过金刚石刀具精密车削弱刚性超高强度铝合金零件的切削试验，获得试验的切削力数据，建立了切削力的经验模型，同时利用有限元软件分析零件的加工变形。经检测，计算变形量与实际情况基本一致。结合有限元模型和切削力经验模型优化零件的加工参数，并对零件夹紧方式进行改进，提高了加工精度。     

基于刚度与应力演变机制的航空整体结构件加工变形预测理论建模

航空整体结构件在铣削过程中,由于材料去除产生的毛坯初始应力重分布和结构刚度演变导致工件发生加工变形。针对这一问题,借助于生死单元技术建立隔框件加工变形预测有限元模型,获得材料去除过程工件变形规律。基于等效弯曲应变能方法,计算加工过程工件刚度变化规律;通过毛坯初始的应力和去除材料产生的弯曲附加应力的叠加分析,结合应力-工件刚度演变特点,借助于材料去除产生的附加力矩分析,构建航空隔框件加工变形数学模型,对隔框工件加工过程变形进行预测分析。将有限元计算结果与数学解析模型计算结果对比,研究表明两种方法获得的加工变形规律相吻合,工件变形特征与去除材料的初始应力状态变化规律相一致。     

金属切削过程中晶体塑性变形的有限元分析

基于金属材料塑性变形理论,利用有限元分析软件,建立了金属切削过程中的晶体变形模型,对二维正交金属切削过程中的晶体塑性变形进行了数值模拟。将仿真结果与实验数据进行了对比,验证了相关理论和模型的有效性。     

基于有限元法的二维正交切削刀具应力分析

运用有限元方法对二维正交切削加工刀具内部应力进行模拟分析。基于刚塑性有限元方法建立了切削加工过程仿真模型,通过模拟获得了切削加工过程中刀具应力的分布和变化情况。通过对不同切削工艺参数条件下的切削过程进行模拟,分析了刀具几何参数以及切削用量对切削加工过程中刀具应力的影响,为正确选择刀具及切削参数提供了参考。     

FINITE ELEMENT ANALYSIS OF CHIP FORMATION IN GROOVED TOOL METAL CUTTING

Abstract

This paper presents the simulation of chip formation in grooved tool cutting using DYNA3D, 3D FEM software for dynamic nonlinear analysis that was used to simulate the orthogonal cutting problem. First, a flat-face cutting tool was employed in the simulation to verify the validity of the FEM model. Next, the same simulation techniques were used to study the effects of different groove geometries on the chip formation process in grooved tool cutting. In the first set of grooved tool simulations, the depth of the groove was constant while the width was decreased. In the second set, the width was constant and the depth was increased. By analyzing the chip flow, chip curl, chip thickness, stress and strain in the chip, the effects of different groove widths and depths on the chip formation process were then discussed.     

3D FEM Simulation of Milling Force in Corner Machining Process

To optimize milling force and machining accuracy quality in corner milling process, the changing law of milling force is revealed by Finite Element Method(FEM). Based on DEFORM software a serial of 3D FEM models for corner milling process are devloped. Tool curved trajectory is achieved by establishing accurate relationship of tool location with milling time. Adaptive remeshing technique and iterative algorithm are adopted to ensure convergence of FEM model. Component force characteristics are revealed by analyzing FEM simulation results. It indicates that the milling force in Y direction becomes negative comparing with forces in X and Z direction. Magnitude of forces in three directions decreases with increase of spindle speed, while it increases with increase of milling feedrate. The simulation results for cutting force are in good agreement with those obtained from experiment. The FEM simulation model is first successfully established for corner milling process in this study, and the results provide a guide for optimizing cutting parameters in cutting process.     

细长轴数控补偿加工的动态数值模拟

介绍一种细长轴连续切削的数控补偿加工方法,在以往的细长轴静态的数控加工补偿方法的基础上,重点阐述加工过程中细长轴动态变形的具体形式、连续走刀造成的弹性变形值的模拟计算、补偿值数组的形成,以及NC编程的补偿设定等关键技术的研究。最后,展望细长轴切削加工过程数值模拟的发展方向。     

FINITE ELEMENT ANALYSIS OF CHIP FORMATION IN GROOVED TOOL METAL CUTTING

This paper presents the simulation of chip formation in grooved tool cutting using DYNA3D, 3D FEM software for dynamic nonlinear analysis that was used to simulate the orthogonal cutting problem. First, a flat-face cutting tool was employed in the simulation to verify the validity of the FEM model. Next, the same simulation techniques were used to study the effects of different groove geometries on the chip formation process in grooved tool cutting. In the first set of grooved tool simulations, the depth of the groove was constant while the width was decreased. In the second set, the width was constant and the depth was increased. By analyzing the chip flow, chip curl, chip thickness, stress and strain in the chip, the effects of different groove widths and depths on the chip formation process were then discussed.     

可转位车刀切削过程三维有限元集成仿真

利用三维有限元方法对金属的切削加工过程进行了模拟仿真。按照实际加工条件建立了切削模拟模型,模拟中按照国家标准建立的硬质合金可转位刀片的三维模型不仅考虑了真实的刀片几何形状,而且考虑了刀片安装时的角度参数。利用成熟的商业软件DEFORM3D对金属切削过程中切屑的流动状态及过程中的温度场和应力场进行了有限元模拟并对模拟结果进行了分析。     

车削中三维复杂断屑槽刀具断屑仿真研究

为有效缩短现有断屑槽刀具的设计周期、降低设计成本,采用有限元方法模拟了切削过程中切屑折断过程。利用Solid Works软件建立了三种刀具的三维模型,并在Deform 3D软件中对车削45钢工件过程进行了三维切削仿真。其中,工件材料采用了Johnson-Cook模型和Cockroft-Latham韧性断裂准则,仿真模型采用了有效参数设置以保证数值计算精度与效率。通过仿真研究了不同切削参数下的切屑形态、断屑过程及主切削力等。研究结果表明,仿真结果与试验结果吻合良好,该仿真模型及方法能有效应用于断屑槽刀具断屑性能研究,是三维复杂断屑槽刀具设计和切削参数优化的一种新方法。     

铝合金2024-T4铣削温度的有限元仿真研究

基于有限元分析软件AdvantEdge建立反映金属切削温度的有限元模型,模拟研究铝合金2024-T4铣削加工过程中工件和刀具上的温度分布规律,以及铣削温度随着铣削速度和时间的变化趋势,为深入研究加工机理提供有益的参考数据。     

基于FEM与SPH耦合算法的单颗磨粒切削玻璃的动态过程仿真

采用有限元法(FEM)与光滑质点流体动力学法（SPH）耦合算法,假设以圆锥作为磨粒的形状,以玻璃为工件材料,进行了单颗金刚石磨粒的三维磨削仿真。仿真结果表明：磨粒的挤压使工件材料向前方及两侧流动而产生隆起,且磨屑发生粉末化现象;沟槽的实际宽度远大于磨粒的切削宽度,断裂裂纹向沟槽两侧扩张,裂纹扩展一段后就停止不前而残留下来,成为残留裂纹。该方法可以较好地解决传统有限元法进行脆性材料磨削仿真时容易发生单元畸变的问题,验证了FEM与SPH耦合算法应用于脆性材料磨削仿真研究的可行性。