基于有限元方法的切削加工過程動態(tài)物理仿真關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新的工程材料不斷涌現(xiàn)，不同工程材料因具有不同的材料特性進(jìn)而表現(xiàn)出不同的加工特性。為了深入研究各種材料的切削加工性能，必須進(jìn)行大量的切削實(shí)驗(yàn)，大量的切削實(shí)驗(yàn)既耗時又費(fèi)錢，而且許多物理力學(xué)參數(shù)無法通過試驗(yàn)直接獲得，因此需要探索一種更加高效的研究方法進(jìn)行切削加工性能分析?；诖?，本文采用有限元方法對航空用材料鋁合金7050-T7451和鈦合金Ti-6A1-4V的切削加工進(jìn)行仿真分析，深入研究材料加工性能及其切削效果，為優(yōu)化

2、切削過程、制定最佳工藝方案提供理論依據(jù)。 首先，在總結(jié)現(xiàn)有金屬切削機(jī)理和仿真分析研究成果的基礎(chǔ)上，建立了針對航空用鋁合金7050-T7451和鈦合金Ti-6A1-4V的二維正交切削有限元仿真模型，基于試驗(yàn)研究和迭代方法對材料本構(gòu)方程和斷裂準(zhǔn)則方程參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提高有限元仿真模型的精度；采用該有限元模型，分析了切削速度、切削深度、刀具前角和刀具后角等加工參數(shù)對切削力、切削溫度、殘余應(yīng)力、刀-屑接觸長度等的影響規(guī)律，為材料的加工參數(shù)

3、優(yōu)化提供了依據(jù)。 第二，針對前刀面與切屑之間的接觸摩擦特性對切削加工過程仿真結(jié)果的影響，基于5種不同的刀-屑接觸摩擦定義方式，進(jìn)行了不同摩擦條件下鈦合金Ti-6A1-4V切削加仿真分析，對每種定義方式的仿真結(jié)果進(jìn)行了對比分析，與試驗(yàn)結(jié)果比較，得出了理想的刀-屑接觸摩擦定義方式，為進(jìn)一步提高有限元模型的精度提供了依據(jù)。 第三，建立了多次走刀切削過程進(jìn)行仿真模型，分析了第一次走刀切削和后續(xù)走刀切削耦合作用對已加工表面殘余應(yīng)力