手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
目前，國際上對金屬切削過程有限元模擬方面的研究較深入，其中研究的熱點問題包括：切屑形成、材料的去除機理、殘余應(yīng)力和刀具的磨損等。隨著計算機硬件和軟件技術(shù)的快速發(fā)展，有限元分析法(FEM)已經(jīng)成為金屬切削過程仿真的有效工具。以計算機為工具，應(yīng)用商業(yè)有限元軟件包來模擬仿真大量的工程實際問題，以成為當(dāng)今工程技術(shù)研究領(lǐng)域的熱門方向，這也是當(dāng)今高科技技術(shù)不斷發(fā)展的必然趨勢。實踐證明，采用有限單元法來數(shù)值模擬解決工程實際問題能夠達(dá)到所需的精度，具有很高的可靠性。而且，通過計算機的模擬仿真可以節(jié)省大量的人力和物力，還可以得出許多從實驗中很難得到的重要數(shù)據(jù)，仿真結(jié)果形象、直觀，對實踐有著很高的指導(dǎo)價值.采用有限元法來模擬仿真超精密的切削過程，不但可以深入地了解微量切削過程中影響加工質(zhì)量的各種因素的變化規(guī)律，而且能進(jìn)一步地了解超精密切削機理，這對提高我國精密產(chǎn)品的制造水平具有很重要的意義。
二維金屬切削過程有限元分析的發(fā)展現(xiàn)狀1940年，最早研究金屬切削機理的是Merchant，Piispanen，Lee and Shaffer等人，他們建立了金屬切削的剪切角模型，并確定了剪切角與前角之間的對應(yīng)關(guān)系。從1960年以后，大量的學(xué)者開始將切削過程中的摩擦、高應(yīng)變率、加工硬化和切削溫度對工件加工精度的影響考慮到金屬切削的模型進(jìn)去，這樣使得對金屬切削仿真計算的結(jié)果與實際的測量數(shù)據(jù)更加接近，增進(jìn)人們對金屬切削機理的認(rèn)識。
近年來，有限元方法現(xiàn)已成為金屬切削過程模擬的主要工具，與其他傳統(tǒng)方法相比，它大大提高了金屬切削仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。1980年，Lajczok建立了一個簡化的正交切削模型，在不考慮切屑生成的條件下從實驗中得到了切屑的幾何形狀和切削力。1982年，Usui，Shirakashi為了建立穩(wěn)態(tài)的正交切削模型，第一次提出了刀面角、切屑幾何形狀和流動應(yīng)力等，并且預(yù)測了工件中應(yīng)力、應(yīng)變和溫度的分布。1984年，Iwata等人將工件的材料假定為剛塑性體，利用剛塑性有限元法模擬了在低切削速度、低應(yīng)變率時的穩(wěn)定正交切削過程。但是，由于他們沒有考慮到材料的彈塑性變形，所以沒有計算出工件中殘余應(yīng)力的大小。Strenkowski和Carroll等人則把工件材料假定為彈塑性體，刀具和切屑的接觸面為絕熱面，以等效塑性應(yīng)變?yōu)榍行嫉姆蛛x準(zhǔn)則分析了刀具、工件和切屑中溫度、應(yīng)力和應(yīng)變的變化。他們發(fā)現(xiàn)切屑的分離準(zhǔn)則臨界值是隨著切削深度的改變而改變的。1990年，Strenkowski和Moon等人，用歐拉有限元法建立了金屬的正交切削模型，忽略了工件的彈性變形，模擬了切屑形成，得到了工件、切屑和刀具中的溫度場分布。Usui等人首次將低碳鋼的流動應(yīng)力假設(shè)為應(yīng)變、應(yīng)變率和溫度的函數(shù)，用有限元法模擬了連續(xù)切削中產(chǎn)生的積屑瘤，而且在刀具和切屑的接觸面上采用庫侖摩擦模型，利用正應(yīng)力、摩擦應(yīng)力和摩擦系數(shù)的關(guān)系模擬了整個切削過程。Hashemi等人，采用彈塑性材料的本構(gòu)關(guān)系和應(yīng)用臨界等效塑性應(yīng)變準(zhǔn)則，模擬了金屬切削的連續(xù)切屑和不連續(xù)切屑的形成過程。Komvopoulos和Erpenbeck通過金屬切削的正交解析法并在刀-屑的接觸面上應(yīng)用庫侖摩擦定律，得到了刀具和切屑之間的法向力和摩擦力。他們還建立了彈塑性金屬切削模型，研究了剛質(zhì)材料正交切削中刀具磨損、積屑瘤及工件中的殘余應(yīng)力等。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
杭州納泰科技咨詢有限公司
本文出自杭州納泰科技咨詢有限公司www.zoners.com.cn，轉(zhuǎn)載請注明出處和相關(guān)鏈接！