abaqus-铝合金A357切削加工有限元模拟.ppt

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1、点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本铝合金A357切削加工有限元模拟DesignandResearchofGeneralTrajectoryCorrectorForanAircraft汇报人：张怡雯By：ABAQUS.1.abaqus商用仿真软件中限元模型建立铝合金A357切削加工有限元模型论文主要内容模拟结果分析论文主要内容123.2.论文主要内容1.铝合金A357切削加工有限元模型装夹条件；切削参；刀具的儿何参数；切削路径影响因素忽略加工过程中，由于温度变化引起的金相组织及其它的化学变化;被加工对

2、象的材料是各向同性的；刀具是刚体且锋利，只考虑刀具的温度传导;不考虑刀具、工件的振动；假设条件.3.由于刀具和工件的切削厚度方向上，切削工程中层厚不变，所以按平面应变来模拟；论文主要内容1.铝合金A357切削加工有限元模型.4.1.1材料模型1.1.1A357的Johnson-Cook本构模型材料本构模型用来描述材料的力学性质，表征材料变形过程中的动态响应。在材料微观组织结构一定的情况下，流动应力受到变形程度、变形速度、及变形温度等因素的影响非常显著。这些因素的任何变化都会引起流动应力较大的变动。因此材料本构模型

3、一般表示为流动应力与应变、应变率、温度等变形参数之间的数学函数关系。建立材料本构模型，无论是在制定合理的加工工艺方面，还是在金属塑性变形理论的研究方面都是极其重要的。在以塑性有限元为代表的现代塑性加工力学中，材料的流动应力作为输入时的重要参数，其精确度也是提高理论分析可靠度的关键。在本课题研究中，材料本构模型是切削加工数值模拟的必要前提，是预测零件铣削加工变形的重要基础，只有建立了大变形情况下随应变率和温度变化的应力应变关系，才能够准确描述材料在切削加工过程的塑性变形规律，继而才能在确定的边界条件和切削载荷下预测

4、零件的变形大小及趋势。论文主要内容1.铝合金A357切削加工有限元模型.4.1.1.1A357的Johnson-Cook本构模型在切削过程中，工件在高温、大应变下发生弹塑性变形，被切削材料在刀具的作用下变成切屑时的时间很短，而且被切削层中各处的应变、应变速率和温度并不均匀分布且梯度变化很大。因此能反映出应变、应变速率、温度对材料的流动应力影响的本构方程，在切削仿真中极其关键。当前常用的塑性材料本构模型主要有：Bodner-Paton、Follansbee-Kocks、Johnson-Cook、Zerrilli-A

5、rmstrong等模型，而只有Johnson-Cook模型描述材料高应变速率下热粘塑性变形行为。Johnson—Cook模型认为材料在高应变速率下表现为应变硬化、应变速率硬化和热软化效应，Johnson—Cook模型如下所示：式中第一项描述了材料的应变强化效应，第二项反映了流动应力随对数应变速率增加的关系，第三项反映了流动应力随温度升高指数降低的关系。、Tr分别表示参考应变速率和参考温度，Tm为材料熔点。式中A、B、n、C、m、D、k是7个待定参数；A、B、n表征材料应变强化项系数；C表征材料应变速率强化项系数；

6、m表征材料热软化系数；,分别为常温材料熔点。论文主要内容1.铝合金A357切削加工有限元模型.4.1.1.2材料失效准则实现切屑从工件分离，本文采用的是剪切失效模型。剪切失效模型是基于等效塑性应变在积分点的值，当损伤参数达到1时，单元即失效，失效参数定义如下：式中：为失效参数，为等效塑性应变初始值，为等效塑性应变增量，为失效应变。失效应变设定以来于以下几个方面：依据塑性应变率，无量纲压应力与偏应力之比p/q(p为压应力，q为Mises应力),温度，预定义域变量。这里采用Johnson—Cook模型定义失效应变。论

7、文主要内容1.铝合金A357切削加工有限元模型.4.1.1.2材料失效准则实现切屑从工件分离，本文采用的是剪切失效模型。剪切失效模型是基于等效塑性应变在积分点的值，当损伤参数达到1时，单元即失效，失效参数定义如下：式中：为失效参数，为等效塑性应变初始值，为等效塑性应变增量，为失效应变。失效应变设定以来于以下几个方面：依据塑性应变率，无量纲压应力与偏应力之比p/q(p为压应力，q为Mises应力),温度，预定义域变量。这里采用Johnson—Cook模型定义失效应变。论文主要内容1.铝合金A357切削加工有限元模型

8、.4.1.1.2材料失效准则=式中：—为低于转变温度的条件下测得的实效常数。为参考应变率，为塑性应变率。由下式确定：是当前温度，是熔点，是室温。论文主要内容1.铝合金A357切削加工有限元模型.4.1.1.2材料失效准则图1.1中和为材料开始损伤时的屈服应力和等效塑性应变。是材料失效时即图中D=1时的等效塑性应变。材料失效时的等效塑性应变依赖于单元的特征长度，不能作为描述