高速硬态切削温度场和切削力动态变化的数值模拟

基于大型有限元软件ABAQUS仿真平台,建立了高速加工的有限元模型。该模型采用Johnson—Cook（JC）模型作为工件材料模型,采用JC破裂模型作为工件材料失效准则,刀-屑接触摩擦采用可自动识别滑动摩擦区和黏结摩擦区的修正库仑定律,并采用任意拉格朗日一欧拉方法实现切屑和工件的自动分离。通过有限元方法对AISI4340（40CrNiMoA）淬硬钢高速直角切削过程进行了数值模拟。通过改变刀具前角的大小,对高速硬态切削过程中刀具的温度场及切削力的动态变化进行了研究,探讨了它们各自的变化规律,研究结果有助于优化高速切削工艺,研究刀具磨损机理和建立高速切削数据库。     

高速切削温度场模拟仿真研究现状

切削热与切削温度是高速切削技术研究的重要内容.采用数值模拟仿真对高速切削条件下的温度场进行研究可得到切削参数对切削温度的影响规律,从而为研究刀具磨损机理、优化切削参数提供有益的参考数据.     

高速切削温度场的三维有限元模拟

基于高速切削实际工艺分析,通过合理设置边界条件,建立高速切削下工件-刀具相互作用的三维数值模型,采用有限元法模拟了使用涂层刀具高速切削45钢时的温度场分布状况,并比较不同的切削速度、不同的刀-屑界面摩擦因数下刀具的温度场分布,模拟结果与试验结果具有较好的一致性.     

激光辅助切削温度场的数值模拟

激光辅助切削是一种近年来发展起来的新型加工技术,是解决工程陶瓷切削问题的有效方法。运用有限元方法建立了激光加热辅助切削氮化硅工程陶瓷的数学模型,并分析了加工参数对温度场分布的影响。     

钛合金TC4高速切削温度场数值仿真

利用专用有限元切削仿真软件,对钛合金TC4高速铣削温度场进行数值仿真。研究切削参数与刀具几何参数对刀具前、后刀面温度及其分布的影响规律。在设定的切削条件下,仿真结果表明:前刀面和后刀面随主轴转速、每齿进给量和径向切深的增加而有不同程度的温升,而轴向切深几乎不对切削温度产生影响;切削温度随刀具直径的增加而增加,但是随着刀具前、后角的增加,切削温度呈先增后减的趋势。     

高速切削温度场的有限元分析

建立了正交切削的热传导分析模型,采用有限元法对高速切削条件下的温度场进行了数值模拟,得到切削速度对切削温度的影响规律,为研究刀具磨损机理、优化切削参数提供了有益的参考数据     

高速切削加工的三维数值模拟

运用有限元方法,借助计算机软件建立高速切削的三维有限元模型。模拟高速切削过程,对切削机理进行了研究分析,更真实的模拟了切削状态的变化过程,得到了切削力、切削温度的变化规律。仿真分析的结果对高速切削的切削参数和刀具的优化选择有重要的参考意义。     

高速切削温度动态变化规律的数值模拟

切削温度与刀具磨损、工件加工表面完整性及加工精度密切相关,其变化规律反映出高速切削过程本质的重要方面。本文应用数值模拟,对高速切削加工过程中切屑、工件和刀具三方面的温度随切削速度、进给量、切削深度的动态变化进行了研究,探讨了其变化规律,其结论有助于优化高速切削工艺及建立高速切削数据库。     

利用组织结构变化测定高速钢刀具切削区温度场

本文介绍了通过高速钢刀具组织结构的变化来估算刀具切削刃附近区域三维温度梯度的方法。这个方法取决于高速钢的回火效应。高速钢刀具在切削过程中受热至一定温度后要发生一系列的组织结构和性能的变化,通过金相组织观测或显微硬度的测定就可以判断其温度分布,误差不超过±25℃。实验证明,这种方法是研究高速钢刀具,特别是用其它方法难以测量其温度分布的成型刀具、复杂刀具切削温度场的有效方法。     

薄壁件切削加工过程数值模拟及变形预测

薄壁件在工业产品中具有十分重要的地位,具有强度较高而重量较轻的特点,广泛的受到工业领域的青睐。但由于薄壁件本身的刚度较低,在切削过程中易发生变形,极大影响薄壁件的质量以及精度。从切削加工薄壁件的数值模拟原理入手,分析了薄壁件切削加工过程数值模拟和变形预测的方法。     

机械密封环温度场数值模拟分析

利用FLUENT强大的模拟功能,对机械密封腔内的流场和温度场进行数值模拟.该方法将整个流场用网格进行划分,利用能量方程、连续性方程对流场进行数值计算,并将计算结果用不同的颜色区分开,把温度、压力的分布,以及压力和速度的大小、矢量方向绘制成三维视图,更直观、简便地显示出来,分析了在密封运转稳定状态下,机械密封环温度场及密封腔内流场的温度、压力分布.     

高速切削温度场测量技术研究现状

高速切削加工现已成为当代先进制造技术的重要组成部分.切削热与切削温度是高速切削技术研究的重要内容.采用合适的测量方法对高速切削条件下的温度场进行研究可以得到切削参数对切削温度的影响规律,从而为研究刀具磨损机理、优化切削参数提供了有益的参考数据.归纳了高速切削中切削温度实验测量方法的研究现状,指出了各种方法的优缺点及适用性.     

单螺杆泵系统温度场数值模拟与分析

介绍了单螺杆泵生热的原理,利用有限体积法对液压驱动单螺杆采油系统生热和传热进行了数值模拟,给出了不同工况的泵内温度场分布情况和液流平均温度,并与实际情况进行了比较分析,弥补了单螺杆泵系统温度场难以测量的问题.在此基础上,分析了不同工况对泵温的影响,为泵的合理设计和稳定运行提供了一种新方法.     

高速硬切削参数对切削力影响的数值模拟

建立了淬硬钢高速切削的有限元模型,通过Johnson-Cook（JC）工件材料模型及JC失效准则来模拟切屑的形成过程;并研究了背吃刀量、刀具前角和刀尖圆弧半径等参数对切削力的影响规律.     

正交切削区应力应变场的数值模拟

采用弹塑性变形理论及数值模拟技术,对直角切削的变形过程进行有限元分析。建立了高速切削条件下正交切削的数值模型,模拟了切削过程中切削区应力、应变场的变化过程,为深入探讨切削机理及规律提供理论依据。     

高速铣削床鞍温度场建模与热变形分析

以安阳鑫盛机床厂生产的高速CX系列立式车铣复合加工中心CX8075的移动部件床鞍为研究对象,简化了加工中心的整机模型,研究了床鞍部件的主要发热点和热力学参数,分析了床鞍的发热量,合理地选择了滚珠丝杠的滑动摩擦系数,确定了热边界条件,建立了床鞍的三维数字化模型。利用有限元法对床鞍进行加载,研究了稳态温度场的分布[1],完成了床鞍热变形的分析与计算,从而正确认识了床鞍部件的热变形,实现了高速高精密机床的优化设计和热变形分析。     

不同速度下切削钛合金刀具上温度场应力场的数值模拟

简单介绍了一下有限元计算软件的建模过程,并对在不同切削速度下,硬质合金刀具切削钛合金的过程进行了模拟,得到了切削过程中刀具上应力场和温度场的分布状况。通过对模拟结果的分析与研究,得到了刀具最易出现的磨损区域,并通过与试验结果相对照,证明了有限元模拟方法的可行性,其模拟结果可以为试验提供一定的指导。     

基于ANSYS的调节阀温度场分析与数值模拟

基于ANSYS有限元分析软件,采用热流耦合与单独温度场两种分析方法,对调节阀的温度场进行分析。结果表明,采用热流耦合方法,可以提高温度分析精度,但计算过程复杂。通过对调节阀温度场的数值模拟,提出了降低执行机构温度的有效途径。     

高速切削温度场的三维有限元建模与动态仿真

根据温度场控制方程及其边界条件,建立高速切削的三维有限元分析模型,将切削过程的温度分布和变化情况以及切削速度、进给量和切屑厚度等对切削温度的影响进行仿真分析,与相同切削条件下的二维仿真结果和实际测试结果进行对比,可以得出结论:三维建模仿真得到的高速切削温度变化趋势与相关文献结果基本一致,但三维仿真获得的温度值比二维仿真要高些,并且三维仿真的温度值更接近于实际测量值。     

基于BCJ本构模型的高速切削过程数值模拟

在高速切削过程数值模拟中,材料本构模型影响着数值计算精度。基于有限元软件Abaqus平台,引入基于位错动力学的BCJ本构模型,实现铝合金高速切削过程更为精确计算。研究了BCJ本构模型嵌入Abaqus的关键技术及其高速切削过程有限元模型建立方法,完成了铝合金6061-T6直角高速切削过程模拟,对比分析了基于BCJ本构模型和JC本构模型的差异。结果表明,数值计算结果与文献数据具有良好的一致性,BCJ模型能够更全面准确地描述高速切削过程中材料的动态性能,进而说明文中基于BCJ本构模型的高速切削数值计算是可靠的。