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《基于ANSYS_LS_DYNA的金属切削过程有限元模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2007年12月农业机械学报第38卷第12期基于ANSYSöLS-DYNA的金属切削过程有限元模拟李国和王敏杰段春争【摘要】利用ANSYSöLS-DYNA进行了金属切削过程的模拟研究,模拟了切屑的形成过程,得到了变形区应力和应变分布,并研究了残余应力和切削力的变化。模拟结果表明,在第1变形区和第2变形区,应力、应变较大,且较集中,前刀面的最大应变出现在距刀尖一定距离的地方;在切削过程中,切削力逐渐增大,最后保持在某一个值附近波动,达到稳定状态;在加工表面上存在着残余应力和残余应变,且残余应力和残余应变随着与刀尖和已加工表面之间距离的增大而减小。关键词:金属切
2、削有限元模拟应力应变中图分类号:TG501文献标识码:AFiniteElementSimulationoftheProcessofOrthogonalMetalCuttingBasedontheANSYSöLS-DYNALiGuoheWangMinjieDuanChunzheng(DalianUniversityofTechnology)AbstractThefiniteelementsimulationstudyofmetalcuttingprocesshasbeencarriedoutwiththefiniteelementsoftwareANSYSöL
3、S-DYNA.Theformingprocessofchipwassimulatedandthedistributionofstrainandstresswasacquired.Inaddition,thechangeofremnantsstress,strainandcuttingforcehasbeenstudied.Theresultsofsimulationshowedthatthestrainandstressislargerandmoreintenseinthefirstandseconddeformationzoneandthelargests
4、tressofrakefaceappearedinpositionthathadadisplacementtothetooltip.Intheprocessofmetalcutting,thecuttingforcehasbeenincreasedgraduallyandthenheldwavenearbyaconstantvalue.Therewereremnantsstrainandstressinthefinishedsurfaceandtheremnantsstrainandstressdecreasedwiththedistanceoftoolti
5、pandthefinishedsurfaceincreased.KeywordsMetalcutting,Finiteelementsimulation,Stress,Strain学者开始使用商业软件对金属切削过程进行有限元引言[1～8]模拟研究,得到了切削过程中的应力、应变、温为了研究金属切削的机理,使切削参数的选取、度分布以及刀具钝圆半径对切削过程的影响。刀具的设计更加合理,学者们已经做了大量的研究目前,切削过程有限元模拟研究的方法分为两工作。先后建立了许多简化的力学模型,其中比较著类,一类是自编程序进行切削过程的有限元模拟研名的有Merchant切削模
6、型和Oxley切削模型,对切究,但是这种做法费时、费力,且不具有通用性。另外削机理的研究起到了积极的推动作用。但是切削过一类就是利用现有的商业有限元软件进行金属切削程中各个变形区的变化过程、应力分布、应变分布过程的有限元模拟研究,由于这种方法简单,又具有等,仅仅通过解析求解是不能解决的。近年来有限元通用性,因此目前的模拟大多采用这种方法。方法被广泛地应用到金属切削机理的研究中,许多ANSYSöLSDYNA具有同时利用ANSYS强大的收稿日期:2006-09-05李国和大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室博士生,116024大连市王敏杰大连理工大学精密与
7、特种加工教育部重点实验室教授博士生导师段春争大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室讲师174农业机械学报2007年前后处理功能和LSDYNA的非线性求解功能的论、塑性理论以及有限元理论。在切削过程中,切削特点,可以方便、准确地进行切削过程的有限元模拟宽度一般是切削厚度的3倍以上,因此可以把它作分析。本文利用有限元软件ANSYSöLSDYNA进为二维平面应变进行处理。另外,由于刀具的硬度比行金属切削过程的模拟研究。工件的硬度高得多,因此在建模时,将刀具看作刚体,工件看成是弹塑性体。刀具材料的变形按照弹性1有限元模型变形计算,而工件材料的变形按照弹塑性变形进
8、行111模拟算法计算。由此,工件采用大应变弹塑性单元
