本文關(guān)鍵詞：基于ABAQUS的二維切削仿真摩擦模型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,有限元仿真已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于金屬切削過程的研究。切削加工過程物理仿真能預(yù)測真實(shí)切削狀態(tài)的切削力及切削溫度、工件的殘余應(yīng)力以及切屑形態(tài)等結(jié)果。刀具工件接觸界面的摩擦模型是影響切削加工過程仿真結(jié)果準(zhǔn)確度的重要因素。為了更加準(zhǔn)確地模擬切削加工過程,更好地了解金屬加工過程中刀具與工件材料的接觸摩擦狀態(tài),需要建立一個能準(zhǔn)確描述金屬切削過程的摩擦模型。本文采用ABAQUS軟件建立了鈦合金Ti-6Al-4V的二維正交平面應(yīng)變切削幾何模型,主要開展了如下工作:1、在研究了金屬切削過程中刀具工件接觸摩擦理論的基礎(chǔ)上,利用ABAQUS仿真軟件及其二次開發(fā)平臺VFRIC,使用Fortran語言編寫了剪切-滑移摩擦模型、與溫度相關(guān)的變摩擦系數(shù)摩擦模型的子程序,同時(shí)詳細(xì)闡述了三種摩擦模型的機(jī)理及其應(yīng)用范圍。2、簡要敘述了二維仿真建模中材料本構(gòu)模型、摩擦模型選擇、邊界條件、分離準(zhǔn)則等仿真要素,將不同切削條件下三種摩擦模型模擬的切削力、切削溫度與實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,獲得了鈦合金Ti-6Al-4V切削過程中三種摩擦模型仿真結(jié)果相對于實(shí)驗(yàn)值的誤差以及切削溫度、切削力隨切削速度、進(jìn)給量變化的一般性規(guī)律。3、在研究金屬切削過程中切屑形成機(jī)理及切屑類型的基礎(chǔ)上,結(jié)合相應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的仿真變形云圖與切削力曲線,分析了鈦合金Ti-6Al-4V鋸齒狀切屑節(jié)塊的形成過程。將不同切削速度下實(shí)驗(yàn)采集的切屑形貌與三種摩擦模型下的切屑形狀進(jìn)行對比,同時(shí)分析了不同切削速度下實(shí)驗(yàn)與三種摩擦模型仿真測得的齒距、鋸齒化系數(shù)、剪切角的變化曲線,并評價(jià)了三種摩擦模型的異同。
【關(guān)鍵詞】：有限元仿真 摩擦模型 ABAQUS 切削力 切削溫度 切屑
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG506
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 Ti-6Al-4V及其切削加工性13-14
• 1.1.1 Ti-6Al-4V介紹13-14
• 1.1.2 Ti-6Al-4V切削加工性14
• 1.2 切削仿真的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 切削仿真摩擦模型的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 論文研究內(nèi)容安排18-20
• 1.4.1 論文研究思路18-19
• 1.4.2 論文的章節(jié)安排及主要內(nèi)容19-20
• 第二章 摩擦模型用戶子程序的二次開發(fā)20-32
• 2.1 VFRIC子程序二次開發(fā)平臺20-23
• 2.1.1 ABAQUS簡介20-21
• 2.1.2 ABAQUS子程序二次開發(fā)語言21
• 2.1.3 ABAQUS子程序二次開發(fā)軟件安裝21-22
• 2.1.4 摩擦模型子程序在ABAQUS運(yùn)算中的調(diào)用22-23
• 2.2 刀具工件間的接觸摩擦理論23-25
• 2.2.1 接觸狀態(tài)23-24
• 2.2.2 典型摩擦模型理論24-25
• 2.3 摩擦模型子程序的開發(fā)25-30
• 2.3.1 剪切-滑移摩擦模型子程序的開發(fā)26-28
• 2.3.2 與溫度相關(guān)的變摩擦系數(shù)摩擦模型28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 第三章 摩擦模型對仿真切削力及溫度的影響分析32-48
• 3.1 Ti-6Al-4V二維切削仿真模型的建立32-38
• 3.1.1 有限元仿真模型的建立流程32-33
• 3.1.2 幾何模型的建立33-34
• 3.1.3 定義材料屬性34-36
• 3.1.4 定義接觸與摩擦36-37
• 3.1.5 定義分析步及輸出設(shè)置37
• 3.1.6 定義邊界條件37-38
• 3.2 不同摩擦模型對仿真切削力影響的對比分析38-42
• 3.2.1 切削力的對比分析38-40
• 3.2.2 切削力隨切削速度變化的分析40-41
• 3.2.3 切削力隨進(jìn)給量變化的分析41-42
• 3.3 不同摩擦模型對仿真切削溫度影響的對比分析42-46
• 3.3.1 切削溫度的對比分析42-44
• 3.3.2 切削溫度隨切削速度變化的分析44-45
• 3.3.3 切削溫度隨進(jìn)給量變化的分析45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 第四章 摩擦模型對仿真切屑形成的影響分析48-58
• 4.1 金屬切削中材料變形過程48-49
• 4.2 切屑形成過程仿真分析49-51
• 4.3 摩擦模型對仿真切屑形貌影響的分析51-57
• 4.3.1 切屑形貌分析51-53
• 4.3.2 齒距與鋸齒化程度分析53-55
• 4.3.3 剪切角隨切削速度變化的分析55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第五章 總結(jié)與展望58-61
• 5.1 總結(jié)58-59
• 5.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 致謝66-67
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：450207