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1、基于有限元方法的切削加工建模技术研究及应用【摘要】金属切削加工在机械制造工业中占据着重要的地位,它对国家经济和技术的发展有着深远的影响。金属切削加工的实质就是刀具和工件的相互作用,用刀具切除坯件上多余的金属,从而获得形状、精度及表面质量都符合要求的工件的过程。在此过程中会伴随着各种现象,如切削变形、切削力、切削热、刀具磨损与耐用度等,并且这些现象严重影响着生产的进行、产品的质量及生产成本。由此可见,金属切削过程是一个十分复杂的工艺过程。为了提高加工质量、生产效率和经济效益,各国以及各企业都投入了大量的人力、物力和财力对金属切削过程进行研究和探索。但是,传统的研究方法必须进行
2、大量的切削实验,这便导致了研究成本增加和研究周期延长,更重要的是严重阻碍了切削技术的发展。同时,随着科学技术的进步,涌现出了大量新的材料和新的工艺。因此需要一种新的研究方法来代替传统的研究方法。这一新的研究方法便是数值模拟,它是以计算机模拟代替实际的切削实验,能够更有效地研究金属切削。同时,它为优选切削参数及进行自适应控制提供了依据。本文围绕金属切削有限元模拟的方法进行了探索性研究,提出了相应的有限元模拟方法,并通过切削实验验证了该有限元模拟方法的有效性和合理性。该... 更多还原【Abstract】Metalcuttingprocessinginmechanicalman
3、ufacturingindustrytakesanimportantposition;ithasafar-reachinginfluencetothecountry’seconomicandtechnologicaldevelopment.Theessenceofmetalcuttingprocessingisthatundertheinteractionbetweentoolandworkpiece,toolsareusedtocutofftheredundantmetalofworkpieceinordertoacquiretheshape,precisionandsu
4、rfacequalitymettheworkpiecerequirements.Thisprocesswillbeaccompaniedbyvariousphenomena,suchascutting... 更多还原【关键词】金属切削；有限元模拟；倒棱刀具；残余应力；【Keywords】metalcutting；finiteelementsimulation；chamferedgetools；residualstress；摘要3-5ABSTRACT5-7第一章绪论11-231.1前言11-121.2数值模拟技术产生的背景12-131.3有限元法及有限元软件13-151.3.
5、1有限元法在切削过程中的应用13-141.3.2有限元分析软件14-151.4金属切削数值模拟的国内外发展现状15-191.5本科题的研究意义、目的及主要工作19-211.6本章小结21-23第二章金属切削理论及有限元的应用23-412.1金属切削理论23-292.1.1切削的类型23-242.1.2金属切削层的变形24-252.1.3变形程度的表示方法25-272.1.4切削过程中的力27-282.1.5刀-屑接触区的摩擦28-292.2切削加工有限元分析理论29-392.2.1有限元法的基本思想29-322.2.2非线性有限元理论32-342.2.3弹塑性有限元理论34
6、-382.2.4热-力耦合分析38-392.3本章小结39-41第三章金属切削有限元模拟方法及实验验证41-653.1有限元模拟的基本流程41-433.1.1AdvantEdge~(?)概述41-423.1.2有限元模拟流程42-433.2金属切削有限元模拟关键技术的处理43-463.2.1几何模型的简化43-443.2.2材料模型的定义44-453.2.3摩擦模型的定义45-463.3二维直角自由切削的有限元模型的建立46-493.3.1有限元模型的建立46-473.3.2定义材料参数473.3.3定义边界条件47-483.3.4自适应网格划分48-493.3.5定义切削
7、参数493.4有限元模拟方法及实验验证49-613.4.1有限元模拟方法49-503.4.2切削力实验50-573.4.3实验验证57-613.5有限元模拟预测61-623.6本章小结62-65第四章倒棱刀具切削不锈钢的有限元模拟65-794.1不锈钢简介65-664.2刀具刃口的设计66-674.3倒棱刀具的切削模型67-694.4有限元模拟69-704.5模拟结果及分析70-774.5.1切削力71-734.5.2切削温度73-754.5.3残余应力75-774.6本章小结77-79第五章总结与展望79-815
