金属切削加工过程的有限元数值模拟

运用有限元方法对切削过程进行数值模拟,分析不同切削速度在切削加工过程中对切削温度及切削力的影响,从而有助于深入了解加工过程,合理选择加工工艺参数。     

金属正交切削加工过程的有限元分析

运用大型通用有限元程序对金属正交切削加工过程进行非线性弹塑性有限元模拟分析，得到不同刀具前角在加工过程中对切屑形状、应力分布、应变分布、残余应力及残余变形的影响，得出刀具前角值与剪切角的关系。计算验证了一些实验结果，结论可供工程应用参考。     

不同切削参数的镍基合金直角切削有限元模拟

利用非线性有限元方法研究镍基合金高速切削过程。在平面应变状态下,通过对材料本构模型、边界条件与接触摩擦模型,以及网格划分环节进行处理,建立有限元直角正交二维切削模型。采用不同刀具前角、切削深度条件对镍基合金直角切削过程进行模拟和试验,分析得出直角切削过程中不同刀具前角和切削深度时切削力、剪切角变化情况,为选择合适的切削参数、提高切削质量提供理论依据。     

金属切削加工过程的数值模拟

运用商业非线性有限元软件MSC.MARC,对金属切削加工过程进行了弹塑性热力耦合模拟,分析了不同刀具几何参数及切削用量在切削加工过程中对切削力、应力分布、工件残余应力及残余变形的影响.     

预应力硬态切削加工过程的有限元数值模拟研究

基于预应力切削的原理,建立预应力硬态切削42CrMo钢的正交切削热力耦合有限元模型,采用剪切断裂失效准则、单元删除和任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian Eulerian, ALE)方法实现切屑的分离.研究工件材料的本构关系、切屑分离标准、刀屑接触面的摩擦模型以及热传导方程等切削模拟中的关键技术,得到不同预应力大小对加工表面残余应力的影响关系;将数值模拟结果与实验数据进行比较,两者具有较好的一致性.     

钝圆刀刃切削的有限元模拟

利用商业有限元分析软件Marc对考虑切削刃钝圆半径的切削加工过程进行了有限元模拟。分析了切削刃钝圆半径在切削加工过程中对切削力和切削温度的影响     

椭圆振动切削的表面残余应力有限元模拟研究

基于ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)网格划分方法建立了椭圆振动切削有限元仿真模型,模拟了椭圆振动切削过程中切削力的变化规律,并将模拟获得的切削力平均值与相同工艺参数下Kim等人[1]所做的超声椭圆振动切削V型槽实验获得的切削力平均值比较,验证了有限元模型的正确性。利用建立的二维有限元模型模拟了椭圆振动切削和普通切削表面残余应力的分布情况,对比结果表明,采用椭圆振动切削的工件已加工表面在一定深度内形成了分布均匀的表面残余压应力,而普通切削情况下工件已加工表面并没有形成有效的残余压应力,从而预测了椭圆振动切削不仅能够降低切削力、延长刀具使用寿命,还对提高工件表面完整性、增强疲劳寿命和抗腐蚀能力等具有显著的作用。     

基于Lagrange法的金属切削加工过程数值模拟

利用Lagrange法在SuperForm软件中对金属切削加工过程及加工过程中的切削热、切削力耦合问题进行了数值仿真。模拟结果与实验结果非常接近，可以为实际加工过程的控制提供参考和依据。     

金属二次切削残余应力的有限元分析

残余应力是影响构件表面完整性的重要因素,合理分析和研究连续切削状态下构件表面的残余应力,对现实生产有很大的指导意义。本文通过建立二次切削有限元模型,将一次切削完成以后的应力、应变场作为初始边界条件加载到二次切削过程中,运用可靠的材料模型及切屑分离手段,合理施加位移和速度边界条件,对金属二次切削过程进行数值模拟,得出了不同切削次序、切削深度和刀尖圆角半径对工件表面残余应力的影响规律。这对进一步研究连续切削过程及机械加工的表面完整性具有较高的参考价值。     

基于ALE方法的金属切削过程有限元研究

ALE方法是结合拉格朗日法与欧拉法特点的一种网格自适应方法,在金属切削过程的有限元模拟中,该方法可及时对网格进行重新划分,保证分析中网格的质量。ABAQUS软件内嵌有ALE技术。论述了ALE网格划分区域的控制及ALE过程的控制,对40CrNiMo材料的切削过程进行了模拟仿真。     

基于ABAQUS的金属切削过程中刀具温度场模拟研究

基于大型有限元软件ABAQUS仿真平台,通过数值仿真技术,对直角自由切削过程中刀具的温度场进行了模拟。通过改变刀具前角,对比了刀具温度场变化,得到刀具前角对切削温度的影响规律。     

金属切削过程有限元仿真技术研究

切削力、切削温度等是反映切削过程的主要指标.传统的切削研究,主要是从切削理论和切削试验两个方面来进行,随着计算技术的发展,有限元法因其独有的特点和优点,逐渐成为切削过程的研究和仿真的一种有效手段.本文分别从切削过程有限元仿真的国内外研究现状、有限元软件应用及发展趋势等方面进行了分析.     

金属正交切削工艺的有限元模拟

切削加工是一种重要的金属制造工艺 ,其中切屑成形是一种典型的大变形问题 ,它涉及到材料非线性、几何非线性以及边界非线性问题 ,在高速切削加工过程中 ,还会涉及到热力耦合问题。本文针对典型的正交切削工艺 ,建立了平面应变模型 ,工件采用了弹塑性材料模型 ,而刀具采用的是考虑温度变化的刚性材料模型。利用商业化软件DEFORM-2 D,对所建立的模型进行了有限元分析 ,得到了切屑成形、温度分布、切削力变化以及残余应力等结果。将部分结果与文献中介绍的实验结果做了比较 ,发现他们是吻合的     

切削速度对工件表面残余应力的有限元模拟

针对正交切削加工建立了平面应变模型;利用通用的有限元软件,对所建立的模型进行模拟,得到了不同切削速度下工件表面残余应力模拟结果,并对这些结果进行了比较分析,得出切削速度对工件表面不同方向的残余应力的基本影响规律。     

金属切削过程的有限元法仿真研究

根据材料变形的弹塑性理论,建立了材料的应变硬化模型,采用有限元仿真技术,利用有限元软件ABAQUS对中碳合金钢40CrNiMo切削过程中剪切层及切屑的形成进行仿真,分析切削加工区域的应力、应变的分布。该方法比一般的试验法更省时省力,在研究金属切削理论、材料切削性能及开发刀具产品方面有着工程应用价值。     

切削速度影响切削力的有限元模拟

运用有限元数值模拟技术对三维金属切削过程进行仿真。分析了切削速度对切削力的影响,并对仿真数据进行拟合处理,导出了不同方向上切削力与切削速度的关系式。探讨了刀具和工件不同阶段应力变化特征。模拟结果表明,刀尖处等效应力最大,切削力在低速切削时,随切削速度的增加而增大,当到达某临界速度时,将随着切削速度的增加而减小。     

基于正应力摩擦模型的金属切削有限元仿真

刀-屑摩擦模型是金属切削仿真的关键问题,采用基于前刀面正应力的摩擦系数模型能够真实反映刀-屑接触长度内的摩擦状况,通过仿真和试验证明,采用该模型可获得较好的仿真精度,而且通过降低工件材料的剪切流动应力能够较好地模拟切削液的润滑效果对切削过程的影响.     

激光冲击钛合金板料的有限元模拟

激光冲击强化技术（LSP）是一种新型的表面处理技术,它利用激光冲击波作用靶材表面而产生残余压应力场.通过有限元软件模拟（FEM）可以分析激光冲击强化处理后靶材的残余压应力场分布,分析材料表面和深度方向的残余应力场的分布情况.先分析了材料的本构模型、激光冲击波的峰值压力的计算、有限元单元类型的选取、边界条件的处理等条件;再通过有限元软件ABAQUS对激光冲击TC4钛合金板料进行了数值模拟,分析了残余应力场的分布特点.     

金属切削过程有限元仿真关键技术及应考虑的若干问题

华侨大学摘要:有限元仿真是研究金属切削的一门有效而重要的技术。本文介绍在金属切削过程模拟中有限元仿真技术的应用和发展,深入分析和研究工件材料模型、自适应网格划分、切屑分离判别、刀—屑接触面摩擦模型以及刀—屑接触长度确定等五项关键技术;讨论了在实际金属切削过程有限元仿真中的真实性、可操作性、效率等方面应考虑的若干问题。