基于Abaqus-Explicit冷卻條件下鈦合金插銑過程溫度場研究.pdf

1、插銑過程是鈦合金這類難加工材料粗加工中高效加工方式之一。本文針對冷卻條件下鈦合金插銑過程，建立了基于刀片離散的正交切削模型，并建立了有限元仿真模型，對鈦合金插銑過程的溫度場進行深入分析和仿真研究。主要研究成果如下：
　　 刀片被離散為微小單元(ECT)，每個ECT的切削速度方向時刻垂直于切削刃，把每個ECT看成是正交切削，將復(fù)雜的三維問題簡化為二維正交切削問題。深入分析ECT切削機理，提出局部切削力的確定方法。刀-屑間的摩擦模型

2、為庫倫摩擦模型；工件材料模型采用Johnson-Cook本構(gòu)模型。
　　 利用人工熱電偶法對鈦合金插銑過程中某一區(qū)域的平均溫度進行測量，溫度信號經(jīng)過一套溫度采集系統(tǒng)采集得到；建立插銑實驗切削力平臺，測量鈦合金插銑的切削力。實驗中所獲得的數(shù)據(jù)為有限元仿真提供了驗證依據(jù)。
　　 鈦合金插銑過程溫度場有限元仿真采用自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)，實現(xiàn)切屑的自動分離；有限元仿真模型中刀尖模型為與實際相符的圓角。仿真過程分為兩步：利用Lagran

3、ge算法能夠很好的追蹤自由曲面變形的特點，建立完全的Lagrangian邊界下的正交切削有限元模型，模擬切屑的形成過程，并最終確定切屑的初始形態(tài)；結(jié)合Lagrange和Euler算法的優(yōu)點，把工件視為一個內(nèi)部材料不斷從刀具前刀面和后刀面流過的控制區(qū)域，建立Lagrangian-Eulerian邊界自適應(yīng)網(wǎng)格下的有限元模型，解決了金屬切削仿真過程中由于網(wǎng)格畸變致使仿真終止的普遍問題。
　　 通過仿真結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)的對比，驗證了有限