發(fā)布時間：2017-05-28 07:03

  本文關鍵詞：金屬切削加工有限元仿真及薄壁件變形預測研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：金屬切削加工過程是一個伴隨高應變、高應變率和瞬間高溫的切削變形過程，是一個復雜的熱、力及其耦合作用過程。過去，人們對金屬切削過程的研究主要是利用非常昂貴和耗時的試驗方法，對此，隨著計算機技術的迅猛發(fā)展，切削加工有限元建模與仿真技術成為主要工具。 切削加工仿真將有限元法有限元法和切削技術結合在一起，通過數(shù)值仿真可以研究切削加工過程中的切削力、應變、應變率、切屑、刀具溫度等基本物理現(xiàn)象。本文基于國內(nèi)外金屬切削加工研究現(xiàn)狀，采用金屬切削基本理論、有限元數(shù)值模擬技術及銑削實驗三者相結合的方法，從二維正交切削、三維斜角切削機理和薄壁件銑削數(shù)值模擬關鍵技術入手，采用熱-力耦合有限元模型，對金屬切削加工過程進行研究。 1.建立了航空鋁合金7050-T7451帶狀切屑二維切削有限元模型，并分析應力、應變、切削力和溫度的分布規(guī)律；為了研究鈦合金鋸齒狀切屑形成機理，建立了鈦合金TI-6Al-4V二維切削有限元模型，對其切屑成形過程進行了有限元仿真，并對其切削力與文獻已有的實驗數(shù)據(jù)進行比對，結果比較一致。 2.針對鋁合金7050-T7451銑削加工，首先建立了三維熱力耦合斜角切削加工有限元模型來模擬銑削過程，得到了切屑的形成過程及其形狀，三維銑削力的變化，并對切削力進行試驗驗證，與仿真進行比對，驗證了數(shù)值模擬的正確性。隨后建立了整體硬質(zhì)合金銑刀銑削薄壁件的有限元模型，分析了工件銑削加工后殘余應力，并對薄壁件加工變形進行了預測。 論文的研究結果表明，有限元方法是一種用于模擬切削過程的有效工具。金屬切削有限元模擬能夠?qū)η邢鬟^程的各主要物理要素進行預測，研究的模擬結果也比較接近實際情況。
【關鍵詞】：有限元法 熱-力耦合 切削力 殘余應力 加工變形
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TG501
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 概述9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢9-13
• 1.2.1 有限元軟件的應用10-12
• 1.2.2 國外切削過程有限元模擬研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 國內(nèi)切削過程有限元模擬研究現(xiàn)狀13
• 1.3 薄壁零件加工變形預測的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 存在的問題及課題擬開展的工作14-16
• 1.4.1 研究存在的不足15
• 1.4.2 論文的主要工作15-16
• 1.5 論文的結構16-17
• 第二章 金屬切削基本理論17-23
• 2.1 金屬切削變形理論17-18
• 2.2 切屑的形成過程及切削力和切削溫度18-22
• 2.2.1 切屑的形成過程18-20
• 2.2.2 切削力20
• 2.2.3 切削熱和切削溫度20-22
• 2.2.4 影響切屑變形、切削力及切削溫度的因素22
• 2.3 本章小結22-23
• 第三章 有限元仿真關鍵技術23-29
• 3.1 引言23
• 3.2 ABAQUS 軟件介紹23-24
• 3.3 熱力耦合有限元控制方程24-25
• 3.4 切削熱的傳導25-26
• 3.5 材料 Johnson—Cook 本構模型26
• 3.6 材料失效分離準則26-27
• 3.7 摩擦模型27
• 3.8 局部網(wǎng)格的劃分技術27-28
• 3.9 本章小結28-29
• 第四章 二維正交切削有限元仿真29-47
• 4.1 引言29
• 4.2 鋁合金帶狀切屑有限元仿真29-38
• 4.2.1 材料模型29-30
• 4.2.2 正交幾何模型30-31
• 4.2.3 切削仿真結果分析31-38
• 4.3 鈦合金鋸齒狀切屑有限元仿真38-45
• 4.3.1 材料幾何模型38-41
• 4.3.2 仿真模擬結果與分析41-45
• 4.4 本章小結45-47
• 第五章 三維斜角切削有限元仿真技術47-59
• 5.1 引言47
• 5.2 有限元模型的建立47-51
• 5.3 仿真模擬與實驗結果分析51-57
• 5.3.1 切屑成形過程模擬51-52
• 5.3.2 切削溫度模擬52-53
• 5.3.3 切削力及其試驗驗證53-57
• 5.4 本章小結57-59
• 第六章 薄壁件加工變形有限元模擬研究59-71
• 6.1 引言59
• 6.2 薄壁件加工變形分析59-60
• 6.3 薄壁件加工變形有限元模型60-62
• 6.4 數(shù)值模擬結果分析62-70
• 6.4.1 已加工表層殘余應力模擬分析62-67
• 6.4.2 銑削溫度模擬分析67-68
• 6.4.3 銑削加工變形模擬分析68-70
• 6.5 本章小結70-71
• 第七章 結論與展望71-73
• 7.1 結論71-72
• 7.2 展望72-73
• 參考文獻73-77
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文及參與的科研項目77-79
• 發(fā)表論文77
• 科研項目77-79
• 致謝79-80

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：金屬切削加工有限元仿真及薄壁件變形預測研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：402102