金属材料流动应力模型对有限元仿真结果的影响

分别采用实验和插值的方法获得ANSI－1043钢在室温下的流动应力模型，然后利用两种模型对简单的镦粗过程进行研究，研究结果表明精确的流动力模型是提高金属材料限元仿真精度的先决条件，目前有限元仿真中利用插值的方法推算变形材料在不同温度范围内的流动应力模型是不科学的，会严重影响有限元仿真的精度。     

基于有限元理论分析切削振动对CBN刀具磨损的影响

研究用CBN刀具切削钛合金Ti-6Al-4V材料时,切削振动对刀具磨损的影响情况。用有限元分析技术,设计正交试验,分析不同方向切削振动幅度和振动频率对刀具表面应力、刀具温度的影响,研究切削振动条件下的刀具磨损情况。有限元仿真结果表明:X方向振动对刀具表面应力和温度影响较小,且规律性影响不明显,因此X方向振动并未加重刀具磨损;Y方向振动对刀具表面应力和温度影响较大,刀具表面应力和温度随着Y方向振动幅度和频率增加而增大和升高,刀具磨损加重;当X方向和Y方向均存在振动时,刀具表面应力和温度也随着振动幅度和频率增加而增大和升高,刀具磨损严重。利用实际切削试验对有限元分析结果进行验证,发现振动对刀具磨损影响较大,与有限元分析结果基本一致。      

材料常用流动应力模型研究

材料流动应力模型是金属成形数值模拟的重要参数之一。对于中厚板体积成形而言,经常规板料拉伸试验所得的流动应力范围达不到数值模拟的需要,对应大应变的流动应力一般借助外推模型进行估测。选用不同的外推模型使得中厚板体积成形数值计算所得的成形力存在较大的偏差,这种偏差会影响压力机的选择和模具强度的校核。基于中厚板材料的拉伸试验曲线结果,采用物理分析和数学推导相结合的方法研究了8种外推模型的拟合准确度、物理意义、硬化程度等因素。研究结果对中厚板体积成形数值模拟中材料流动应力模型的选择具有一定的理论指导。     

基于整体刀具的铣削加工温度有限元分析

在对金属切削的热力学以及热传导过程进行理论分析的基础上,基于整体刀具建立了铝合金薄壁件铣削加工的三维有限元模型。改变切削深度、切削速度以及进给率等工艺参数,分析了铣削工艺参数对温度的影响。仿真结果表明：切削深度对铣削温度影响最大,切削速度和进给率对铣削温度的影响相对较小。将仿真结果与试验测量结果进行对比分析,仿真结果温度值略高于试验结果,但总体变化趋势和规律基本一致。     

钛合金TC4切削过程流动应力模型研究

运用有限元技术对切削过程进行仿真可以预测切削力、切削温度、应力分布,优化刀具参数和切削条件。建立适合于切削条件中大应变、高应变率条件下材料的流动应力模型,是切削过程有限元仿真的关键技术。文章通过正交切削实验和有限元迭代的方法,修正了难加工材料TC4在大应变、高应变率条件下的J-C流动应力模型,使修正模型能够适应切削仿真中的大应变、高应变率要求。计算结果表明,采用新的J-C流动应力模型进行计算,所得主切削力值与实验测量值的平均误差从36.28%降为12.06%,进给力的平均误差由原来的61.03%降为现在的25.57%。该修正的流动应力模型比用霍普金森实验所得到的流动应力模型更适合于切削过程的有限元仿真,可以提高切削仿真的计算精度。     

基于ABAQUS的镍基合金加工表面残余应力有限元模拟

利用非线性有限元技术研究高速切削镍基合金残余应力分布,通过Abaqus/Explict分析直角三维切削过程热力耦合作用.采用拉格朗日方法对有限元关键技术处理,建立镍基合金材料本构方程、施加边界条件和网格划分模型.在不同本构参数、切削深度以及切削速度条件下对镍基合金切削过程进行模拟残余应力变化规律,并通过试验验证.结论表明速度是影响镍基合金残余应力数值大小主要因素,材料初始屈服应力和初始强度大小决定应力幅值特征.为优化切削参数,提高表面质量提供科学的理论依据.     

微织构刀具对工件表面残余应力影响有限元分析

针对微织构刀具对切削工件表面残余应力的影响,设计不同尺寸的垂直槽和平行槽微织构,利用有限元仿真技术,模拟不同类型、不同尺寸微织构PCBN刀具干式车削GCr15试验。通过对有限元结果进行研究分析,得到已加工表面残余应力分布情况,并与无织构PCBN刀具对比,分析微织构对已加工表面残余应力的影响。有限元仿真结果表明:与无织构刀具切削工件表面获得拉应力相比,槽型织构刀具切削后的工件已加工表面呈现压应力,提高工件表层的耐磨损和耐疲劳性能;宽度50μm垂直槽和宽度40μm平行槽刀具切削得到的工件表面压应力最大,对工件表面应力分布影响最显著。     

继续切削中刀具应力的激光检测

用连续激光测试技术测量了切削过程中刀楔内的应力分布规律，同时为了验证这种测量方法的可靠性，对刀具内的应力分布进行了有限元分析，结果表明，光测刀具应力分布规律和有限元计算结果非常一致。激光测试技术是一种测量刀具应力比较有效的新方法，这为进一步研究切削过程中的刀具破损和其它动态问题提供了坚实的基础。     

高速切削的刀具技术

高速切削是现代制造技术的一个重要部分，而刀具的性能及技术是实现高事切削的前提条件之一，本文对高速切削的刀具技术进行了系统论述，指出了有待于进一步研究的几个方面。     

金刚石涂敷刀具在切削过程中的温度测量

本文采用新的测量技术可测定切削时金刚石涂敷刀具前倾面的精确温度分布。该技术可望在确定金刚石涂敷表面热负荷以获得最优切削参数和减少其磨损率、提高经济效益方面发挥作用。此外，它还可用于确定不同涂敷刀具对不同工件的切削加工性能。     

薄壁锥形件旋压成型中应力、应变场的有限元分析

应用大型有限元分析软件ANSYS10.0建立了薄壁锥形工件旋压成形的有限元模型,以显式动力学求解器LS-DYNA为基础模拟了其旋压成形过程,分析了工件成形过程中的变形和应力特点,研究了应力和应变等因素对工件成形质量的影响规律。结果表明:应力、应变图显示了成形过程中工件应变和应力的分布特点与规律,为解决工件旋压成形过程中的问题提供了依据;旋压数值模拟有助于发现旋压变形中存在的旋压成形中容易产生断裂、翻边、褶皱和失稳等缺陷问题及产生的原因;旋压力振荡和减薄率过大是工件旋压断裂的主要因素;在旋压工艺中可以通过优化减薄率、转速和进给量等工艺参数有效控制锥形工件旋压成形质量;分析结果对于旋压模具的优化设计和旋压工艺参数合理选择提供了可靠的理论基础。     

基于ABAQUS的薄壁件装夹优选方案有限元分析

对在铣削过程中因装夹方案不同引起的框体类薄壁件整体变形的影响进行了研究.采用三维非线性动态有限元分析方法,对铣削过程中的薄壁件装夹方案进行了优选.刀具为三维造型,并以刚体形式导入ABAQUS软件,工件被定义为变形体,通过对有限元软件的操作,分别对装夹位置、装夹顺序和卸载方案三个因素在装夹过程中对框体类薄壁件产生变形的影响进行了模拟.提出了以最小加工变形为目标、装夹方案为设计变量的优化设计方案,对框体类薄壁件的加工变形控制提供了有效方案.     

机床模态特性的有限元分析

采用了ANSYS软件对机床模态特性进行了有限元分析。在有限元模型中引入了用户自定义单元来模拟结合面的刚度。重点分析了机床固定立柱和底座结合面的刚度对机床模态的影响，为机床的下一步设计提供了参考。     

基于ANSYS的液压剪板机刀架有限元分析

刀架是液压剪板机的重要组成部分,板料的剪切精度很大程度上与刀架的结构有关.目前刀架上承受的剪切力计算大多还是按均布载荷来分析的.采用ANSYS中的ADPL语言编写移动载荷各个载荷步的信息,研究了移动载荷作用下刀架的变形、等效应力和等效应变,并与施加均布载荷时的情况进行了对比,得到的最大等效应力比均布载荷时大18.9%,结果表明施加移动载荷在刀架结构分析中的重要性.对比移动载荷下刀架转轴处作用力和碟簧压力不同分别取不同值情况下刀架的等效应力,发现两处作用力对刀架的影响较小,对比了液压缸处作用力解析计算和数值模拟计算的结果,发现两种结果误差为9.8%,由此可以看出施加移动载荷得到的结果是可靠的.     

机床刀具热变形有限元分析与计算

以超重型数控卧式镗车床切削过程中刀具的热变形为研究对象,在论述金属切削过程刀具热变形有限元计算分析过程的基础上,对切削过程中刀具的受力、受热进行分析计算,并借助有限元分析软件Ansys对刀具进行有限元建模和加载计算,以模拟实际切削过程中刀具的热变形.该研究在一定程度上实现了对刀具热变形的定量计算,为进一步研究其对加工精度的影响、采用误差补偿方法提高加工精度提供了参考.     

45钢工件感应淬火温度场有限元模拟分析

本文讨论了感应加热有限元分析中温度场与电磁场耦合、工件材料物理参数温度依赖性等关键技术问题的处理方法.利用有限元模拟方法,分析了圆柱工件的感应淬火过程,得到了工件的温度分布状况以及温度随时间的变化规律.结果表明数值模拟结果与工程实际应用工况基本一致.     

Simultaneous Determination of Flow Stress and Interface Friction by Finite Element Based Inverse Analysis Technique

A finite element based Inverse analysis technique has been developed to determine the flow stress and friction at the tool/workplace interface simultaneously from one set of material tests. The Inverse problem is aimed at minimizing the error between experimental data and predictions made by rigid-plastic finite element simulations. The ring compression test and the modified limiting dome height test (sheet blank with a hole at center stretched with a hemispherical punch) were selected for evaluating the method for bulk forming and for sheet forming, respectively. The determined flow stress data were compared with corresponding data obtained Independently using the well-lubricated cylinder compression test and hydraulic bulge test. Results show that the method discussed In the study is efficient and accurate.     

CKS6125数控机床床身的有限元分析与研究

建立CKS6125机床床身的三维实体模型,基于ANSYS有限元分析,对CKS6125机床床身进行了模态分析,得出了CKS6125机床床身前六阶固有频率和振型.掌握CKS6125机床床身各阶振动模态的特点,有利于CKS6125机床床身整体结构的设计,对提高数控机床的设计质量具有重要意义.     

梯度复合材料热应力有限元分析

建立了11个由不同长径比(1～30)单向增强相增强梯度复合材料物理模型,采用ANSYS有限元分析方法研究了增强相形态对梯度复合材料最大热应力的影响及热应力的分布。结果表明,增强相形态对梯度复合材料的热应力有重要影响,最大热应力值随增强相长径比的减小而减小。当长径比小于9时,最大热应力显著降低,且热应力主要分布在中间梯度层。