應力場、應變場分析

軟件運算結果

(1)切削過程中不同時間的受力云圖。如圖4-40。

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                                   圖4-42

4.4.2結果分析

(1)應力場分析

通過Mises等效應力的分布,如圖4-41(b)可以考察切屑和工件的塑性流動,工件中最大等效應力主要集中在第一變形區和刀尖附近,工件材料在第一變形區經歷嚴重塑性剪切變形而形成切屑,由于接觸和摩擦,隨著切削的進行第一變形區逐漸擴大,在刀具尖端的前部應力等值線基本上是平行的,愈向兩邊應力值愈小。說明塑性流動在切屑起始彎曲部分的值最大,且向兩邊逐漸減小。

在切屑中主要為壓應力,其值在切屑彎曲處最大;在工件中,在刀具尖端前方為壓應力.在刀具尖端的附近及后下部為拉應力;在切屑與工件分離處應力值最大。在切屑、工件中,刀具尖端附近區域內的主應力都為拉應力。這正是切屑與工件分離所必需的,由此驗證模擬結果與事實相符。

(2)應變場分析

工件材料在第一變形區經歷嚴重的塑性變形,在切屑底部由于壓力和摩擦也產生較大塑性變形,導致切屑底部較切屑其它部分產生更大的塑性應變。

4.4前角與剪切角關系分析

(3)根據網格變形圖,并結合等效塑性應變等值線圖的分布,可以近似的量取到剪切角。

(4)基于以上的研究,選擇切削用量在0.5mm,通過改變刀具前角的值(-50、50、 150、200 )完成相應的仿真實驗,對計算結果進行處理后得到的網格變形圖,可近似測得相應的剪切角,由此說明前角對剪切角的影響。仿真結果表明,當前角增大時,剪切角隨之增大。如圖4-42。  

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   圖4-42

表4-1顯示了仿真結果與實驗結果的對比,可以發現數值間存在一定的誤差,但誤差較小,且數值變化的趨勢是正確的。實驗結果對仿真分析得到的前角與剪切角的關系給予了驗證。

表4-1

刀具前角(度)

-5

5

15

20

剪切角(度)

仿真

41

46

50

56

實驗

41.5

48.5

51.5

56

                                

 

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