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1、金属切削加工有限元模拟技术发展现状分析摘要：随着科学技术的突飞猛进，人们对金属切削的掌握能力越来越高，同时也有了更高的要求，要求更高的效率，更高的精度，在这种情况下金属切削的有限元模拟技术应运而生，它的成本更低，操作更方便，对金属切削有很大的价值。本文初步介绍了有限元法以及有限元法的当前发展，讨论了金属切削过程中有限元模型的类型，对所涉及的网格划分，刀-屑接触，以及分离准则等关键技术进行了研究。关键词：金属切削：有限元法：刀-屑接触：有限元模拟IAnalysisofdevelopmentstatusoffiniteelementsimulatio
2、ntechnologyformetalcuttingprocessAbstract:Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,peoplegraspofmetal-cuttingmoreandmore,butalsohavehigherrequirements,requiringhigherefficiency,higheraccuracy,inthiscasethefiniteelementsimulationofmetalcuttingtechnologycameintobeing,itslo
3、wercost,moreconvenientoperation,themetalcuttingisofgreatvalue.Thispaperintroducesthecurrentpreliminaryfiniteelementmethodandfiniteelementmethod,discussedthetypeofmetalcuttingprocessfiniteelementmodelofthemeshcoveredknife-keytechnologieschipcontactandseparationcriteriawerestud
4、ied.Keywords:MetalCutting；FiniteElementMethod；tool-chipcontact；FiniteElementSimulationII目录摘要IAbstractII目录III1引言11.1研究目的及意义11.2有限元法的简单介绍21.3本文主要研究内容21.3.1有限元的建模方法21.3.2AdvantEdge软件31.3.3DEFORM软件41.4国内外相关技术发展现状51.4.1国外有限元模拟研究51.4.2国内有限元模拟研究现状72金属切削过程有限元模拟关键技术研究82.1正交切削时建立模型82.2
5、网格加密以及重划分82.2.1网格细化92.2.2网格重划分92.3修正刀-屑接触区的摩擦模型112.4金属切屑分离的准则选择132.5小结143案例分析研究153.1DEFORM的Ti-6Al-4V切削过程中有限元求解以及分析153.1.1钛合金TC4的相关物理性能以及化学成份153.1.2有限元切削仿真软件DEFORM153.2DEFORM切削过程中模型的建立以及相关技术16III3.2.1材料模型163.2.2几何模型的建立183.2.3网格划分和自动重划213.2.4刀具的磨损234总结与展望25参考文献26致谢29IV1引言机械制造工业
6、对整个国家经济的发展有着重大的影响。全世界工业发达国家几乎都有十分先进的机械制造工业。美国的宇航与航空工业,日本的汽车工业都是例子。金属切削加工在机械制造工业中有着突出的地位。因为要把毛坯表面高低不平的缺陷层去除掉,以获得高精度的表面及完整的零件,切削与磨削加工是最常用的方法[1]。据统计,全世界工业发达国家(包括前苏联),在上世纪80年代中期每年用于切削加工的费用就超过2500亿美元。随着我国经济的快速发展和国防事业的稳步向前,我国的机械制造工业也迎来了快速发展的时代,同时我国每年用在切削加工方面的费用也在不断攀升。金属切削简单来讲是通过必要的
7、运动和一定动力条件下提供切削机床的过程，第一步刀具接触工件，第二步工件上作相对运动，在刀具的作用下，因为有了较大的应力使得工件内产生破裂，多余的部分被分离作为切屑，加工出成品的新表面的所需形状的部分。在这个过程中，它会被切割的变形，切削力，切削热和切削温度，工具的磨损和耐久性相伴，等现象发生，并这些现象严重影响生产，包括质量和成本。在实际研究中，切削过程本身是一个特别繁琐的过程，涉及到很多学科和各种跨学科的内容，如弹性，塑性，断裂力学，热力学，摩擦学之类的相关学科。金属切削关联较多的科学与学科，相比之下，各国为了对质量以及相关的成本做出最好的优化
8、以及最少的投入，同时还可以得到尽可能高的效益，在本国企业中都加大了投资的力度，关于人力，物力以及金钱的投入都做出了自己的努力，其目的都是
