金属高速切削模拟中基于物理的本构模型的应用

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1、⑧论文作者签名：到鱼塑鱼旌指导教师签名：立盈丝论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：独创性声明I㈣剃燃本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝塑太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：别羽岛辟签字日期：枷B年f月2j日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完

2、全了解龅太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝酞堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文储虢司J88为砰导师虢他归签字日期：加廖年石月卫f日签字日期：2D，弓年6月2多日浙江大学硕士学位论文致谢在本文完成之际，首先我由衷的感谢我的导师高重阳老师，无论是课题研究还是论文的撰写，都是在高老师悉心的指导下完成的。在三年的研究生生涯中，无论是生活还是学习上，高老师总是给予热心的帮

3、助和孜孜不倦的指导。高老师宽厚谦逊的为人、严谨的治学态度和渊博的学识将是我在以后工作和学习中的榜样。值此机会，向高老师表达最诚挚的谢意。感谢孙河洋博士，同窗好友卢微然、卢富德、张逸尘、张绍云、王磊、杜启祥以及实验室的师兄弟们在学习与生活中给予的关心和帮助。感谢父母这么多年对我无私的养育之恩，是他们的支持和默默的付出，让我顺利完成了学业。刘鹏辉2013年05月于浙大求是园浙江大学硕士学位论文摘要金属高速切削过程是力学．机械．材料多学科交叉领域内一个十分复杂的热力学耦合问题，涉及到弹塑性大变形、高温、高应变率、断裂失效、剧烈摩擦等一系列的现象，利用传统的理论研究方法很难

4、突破。随着计算机技术的飞速发展，有限元模拟已成为研究高速切削过程的重要手段。本文基于ABAQus／Explic“有限元软件分析平台，建立了二维正交切削模型，以此对钛合金(啊6灿4V)的高速切削过程进行动态模拟分析。并从本构模型、失效准则、摩擦模型、网格划分等方面对影响模拟结果的主要因素进行了分析。鉴于ABAQus有限元软件自身材料库中描述材料性能的本构方程有限，不能满足研究高速切削问题的要求。本文利用应力补偿更新算法，通过显式用户材料子程序Vu脚，将基于金属塑性变形细观位错理论的Gao．zhaIlg(G．z)本构模型嵌入ABAUQs／Explicit中，并对Ti6A

5、14V的高速切削过程进行动态模拟。由此对模拟结果中的Mises应力、等效塑性应变．温度等状态变量的分布规律进行分析。并将切屑的最终形态、切削力的大小、工件表面残余应力的大小与JollIlson．Cook(J-C)本构模型的计算结果以及实验结果分别进行了比较和分析，验证和讨论了G．z模型的可靠性。该模型在Ti6灿4V高速切削过程有限元模拟中的应用，为金属高速切削的研究提供了有效的计算方法改进。关键词：高速切削加工；有限元模拟；VI『MAT子程序；本构模型；锯齿型切屑：钛合金(Ti6A14V)浙江大学硕士学位论文Abs们ctAbstractThellighspeedcu

6、ttiIlgprocessofmetalsisacomplexth锄odMIamiccouplillgproblemsp蛐goVermultidisciplinaDrfieldsofmechaIlics，mechaIlicaJengiIleeIingandmaterialssciellce，whjchinVolvesaseriesofdynaInicphenomenaliI广e1argeelastic—plasticdefo珊ation，量1i曲teIllperatllre，llighstra血rate，f苗lure觎cture，s仃ong衔ction，髓dsoon

7、．Soitishardtomakeabre出dlrou曲byusiIlgt谢itionalt11eoreticalanalysis．HoweVer，、衍thmerapiddeVelopmentofcomputertechn0109V，f-miteelement(FE)metllodhaSbecomenlemostinlportantwaytostudy也eprocessof11i曲speedcu仕iIlg．IIlthjst11esis，a2-Domlogo砌cu钍证gmodelisestablishedtosi枷late廿1ehi曲speedcut血gproce