切屑形態的案例
不同應變率下的切屑形態
二、不同應變率系數C下的切屑形態
哈理工吳明陽教授團隊為您講述高溫合金切削加工中的切屑折斷機理
目前，切屑研究主要集中在常規切削的鋸齒形切屑形成機理、切屑形態、切屑成分等方面，哈爾濱理工大學的吳明陽等對PCBN刀具切削高溫合金鋸齒形切屑形成機理進行了研究；華北電力大學的范孝良等對GH4169 切屑形態進行了研究；段春爭等對鋸齒形切屑形成過程進行了有限元仿真研究；THAKUR 等研究了切削參數對切削過程中切屑厚度和刀- 屑接觸長度的影響規律；SCHULZ 等對鋸齒形切屑的幾何形狀進了定量分析；KOMANDURI 等研究了切削參數對鋸齒形切屑的影響規律；以上國內外學者對高溫合金加工過程中所形成的切屑進行了研究，但絕大多數為常規切削，對高壓冷卻切屑折斷研究較少，因此高壓冷卻下切屑折斷機理的研究具有重要意義。
PCBN 刀具因材料特性采用平前刀面，通常沒有斷屑槽，在切削過程中易產生連續型切屑，以往針對槽型刀具利用幾何方法對切屑卷曲折斷進行研究分析，此方法在PCBN 刀具加工過程中不太適用，因此哈爾濱理工大學的吳明陽教授團隊嘗試從力學角度研究切屑卷曲折斷機理。他們在《機械工程學報》2017年第9期發表的《高壓冷卻下 PCBN 刀具切削高溫合金切屑卷曲折斷機理及試驗研究》一文中，在常規切削試驗基礎上，以切削力學研究為基礎，建立切屑卷曲半徑預測模型及斷屑模型，分析高壓冷卻下高溫合金切削加工中的切屑折斷機理，并進行高壓冷卻切削試驗，找到不同冷卻液壓力下的切屑卷曲半徑變化規律，對理論分析結果進行驗證。
展開 切削仿真技術在生物醫學領域的應用
本文主要對軟組織和骨骼切削這兩大類常見的建模問題進行了總結，同時以切削力、切屑形態、切削溫度等物理量作為評價標準對切削過程進行分析。
由于骨骼具有各向異性、準脆性和不均勻性的特點，所以它的切削加工過程是一個相對復雜的過程，同時這些特點會增加對切削力預測以及刀具優化的難度。隨著金屬切削技術的發展，相關專家使用解析或模擬方法對骨骼切削進行了探索，并且已經取得一定的成果。
以下是骨骼切削的解析模型。
圖.1銑刀 （a）骨加工工具，（b）工具和切削力的示意圖；（c）正交切削（d）斜切削
在脆性斷裂、延性破壞的過程中，單一的數學模型很難全面的預測切削過程中的各物理量變化。同時，隨著計算機技術的發展，人們開始采用計算仿真的方法來模擬骨骼切削過程。以下是用有限元分析軟件得到的仿真模型。
圖.2 由各向同性模型獲得的切屑形態以及包括縱向、橫向界面的各向幾何模型。
圖.3 骨骼鉆削的熱固耦合有限元模擬（a）網格劃分（b）溫度分布
雖然有限元分析在切削仿真中得到了廣泛的應用，但是有限元分析模型經常會遇到單元過度變形和元件穿透等問題。一般而言“自適應網格劃分”技術可以在一定程度上解決這些問題，但是這樣會降低仿真效率，同時需要非常精細的網格才能產生理想的結果。因此，我們嘗試了使用光滑粒子流體動力學（SPH）方法模擬切削過程，這樣既可以解決上述問題，又可以提高仿真效率。
展開 金屬切削過程宏觀和微觀尺度有限元仿真進展
a）對比了各種仿真方法對切屑形態、切削力殘余應力等仿真結果的準確性。
b）分析了各種本構模型，摩擦模型，損傷模型及其修正模型的適用性、改進的方向，尤其是本構模型在高溫、高應變、應變-應變率-溫度耦合條件的應用，二維和三維有限元建模時摩擦模型的差異，以及在損傷起始、損傷演化和失效過程中如何建立損傷準則使仿真結果的準確性更接近于真實情況。如圖3、圖4、圖5所示。
圖3 J-C本構模型及其修正模型
圖4 二維和三維有限元建模損傷模型及其適用性
圖5 損傷其實和損傷演化階段物理量的變化
2）綜述了宏觀切屑形態、切削力、刀具磨損、殘余應力的建模方法和它們對刀具壽命和工件表面質量影響的有限元分析，通過改進模型進而提高各變量仿真預測準確性。
a） 切屑形成的有限元模型為刀具與工件相互作用提供更全面的理解。同時，真實描述切屑形成和分離過程材料的損傷演化情況，是提高仿真預測準確性研究的另一目標。
b） 如圖6所示，在學者現有的研究結果基礎上，建立更準確的有限元模型。將有限元仿真與新技術的結合提高仿真結果準確性的方法也是未來研究的新方向。
圖6 從仿真精度和時間尺度總結切削力的有限元仿真進展
c）刀具磨損的產生原因、分布和影響因素的仿真研究，為改善刀具表面的摩擦、磨損和失效性能，提高刀具有效壽命提供依據。
d）切削過程中的應力不能在所需的時間和空間分辨率中測量，而有限元仿真可以很好的研究殘余應力的變化和分布情況，如圖7所示。
圖7 不同類型殘余應力的有限元仿真模型
3）回顧了在微觀切削過程中，建立有限元模型模擬材料去除機制，重點介紹了切屑形成中未切削切屑厚度，微切削力，微刀具磨損，微切削殘余應力和微觀組織演化的有限元建模與宏觀切削的區別。
展開 
ABAQUS中泰森多邊形Voronoi和有限離散元FDEM結合的晶體斷裂仿真
試件為三維平板，厚度方向取一層單元，因為三維模型的通用接觸可以自動考慮Cohesive單元破壞后的接觸問題；通過這一模型，可以分析材料參數、刀具形態、工藝數據對切屑形態的影響，該方法特別適合于脆性材料的切削仿真。
【案例：晶體壓縮破碎仿真】
本例同樣采用ABAQUS/Explicit顯式動力學分析方法。試件為三維圓柱體，內部由多面體組成，荷載為準靜態的壓縮加載，因此需要控制加載速度和質量縮放系數，防止動能過大，同時通過這個案例，讓大家了解網格質量對顯式計算的重要性，并學習和掌握網格編輯工具的使用技巧。
Abaqus三維切削案例教學 ￥29.99
課程以典型切削工況為對象，系統講解從幾何建模、材料定義、網格劃分到載荷施加及結果分析的全流程操作，旨在使學員掌握：
? 三維切削模型的簡化與參數化建模方法
? 切削過程中材料本構關系與失效準則的工程應用
? 網格自適應技術在大變形切削仿真中的優化策略
? 切削力、溫度場及切屑形態等關鍵物理量的提取與分析方法
2、 幾何模型與材料參數
（1） 模型構建：
本教學中涉及的部件模型均通過 SolidWorks 軟件完成建模并導入分析環境。鑒于課程核心聚焦于方法講解，因此不再展開闡述部件建模的具體操作環節，重點圍繞導入后的仿真分析流程進行詳細拆解與演示。
圖1刀具部件
圖2 橢球型金屬構件
（2） 材料屬性：
定義金屬材料和刀具的熱物理參數（如導熱系數、比熱容、熱膨脹系數）與力學參數（如彈性模量、泊松比），考慮材料屬性隨溫度的非線性變化。
圖3 金屬屬性構建
6、 計算結果與分析
（1） 溫度場分布特征
1． 云圖可視化：通過后處理軟件呈現不同時刻的溫度場云圖。典型結果顯示，在切削區域（如剪切面和前刀面附近）會出現局部高溫峰值，溫度梯度較大；隨著切削的進行，熱擴散會使高溫區域逐漸擴大，在穩定切削階段形成相對穩定的溫度分布。
2． 數據提?。禾崛√卣鼽c（如切削刃附近、工件表面）的溫度 - 時間曲線，分析升溫速率與峰值溫度隨切削速度、進給量等參數的變化規律。
圖15 溫度云圖可視化
（2） 應力場響應規律
1． 熱應力機制：溫度梯度會引發熱膨脹失配，從而在工件和刀具內部產生熱應力。在切削區域，由于溫度較高，材料可能會產生塑性變形，進而導致應力重新分布。瞬態過程中，應力可能會出現波動，需要關注應力峰值位置以及可能產生的疲勞損傷風險。
2．
展開 【2月27日項目懸賞】
【單號6017】
預算范圍：500
使用軟件：Abaqus
需求描述：Abaqus二維切削仿真 想要做不同刀具前角，切削速度以及切削深度下的二維切削仿真； 分析不同參數下切削力和切屑形態變化； 刀具前角分別為0，-4，-6，-8和-10° 切削深度分別為10μm（0.01mm），15μm，20μm，25μm和30μm 切削速度為2000、2500和3000mm/s 之前做一直出現單元格扭曲問題不知道怎么解決，通過調整模型尺寸后又出現無切屑的問題不知道怎么解決。 材料參數我已經輸入好，見附件cae文件。我用的是abaqus6.14-4版本。
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【單號6038】
預算范圍：500
使用軟件：ABAQUS
需求描述：提取復合材料在受到沖擊后的損傷面積
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【單號6050】
預算范圍：1000
使用軟件：Abaqus
需求描述：塔筒非線性屈曲計算，命令流已經建好。只需調整參數，獲得理想結果。有計算報告可以做對比。
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【單號6036】
預算范圍：5000
使用軟件： abaqus或者ANSYS
需求描述：采用abaqus軟件，預制不同尺寸的裂紋，進行裂紋尖端應力強度因子的計算和裂紋擴展時間計算。
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【單號6021】
預算范圍：500
使用軟件：ansys/lsdyna
需求描述：隧道爆破震動荷載研究，工況較簡單，前處理本人已完成大半，奈何受疫情影響沒有電腦繼續做了。需要可以計算的電腦，最好是有類似經驗的大哥指導一下。
展開 【2月6日項目懸賞】
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【單號5999】
預算范圍：500
使用軟件：ls-dyna
需求描述：計算了爆炸分析，計算前預估時間為177萬小時，請專家幫忙分析一下
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【單號6017】
預算范圍：500
使用軟件：Abaqus
需求描述：Abaqus二維切削仿真 想要做不同刀具前角，切削速度以及切削深度下的二維切削仿真； 分析不同參數下切削力和切屑形態變化； 刀具前角分別為0，-4，-6，-8和-10° 切削深度分別為10μm（0.01mm），15μm，20μm，25μm和30μm 切削速度為2000、2500和3000mm/s 之前做一直出現單元格扭曲問題不知道怎么解決，通過調整模型尺寸后又出現無切屑的問題不知道怎么解決。 材料參數我已經輸入好，見附件cae文件。我用的是abaqus6.14-4版本。
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【單號5978】
預算范圍：500
需求描述：ansys 壓桿屈曲分析 一根柱子，兩端約束，請使用ansys 分析并求出它的屈曲荷載。 請注意：請用不同的柱長測試，比方說：柱長300,500,1000,1500,2000,2500,以確保任何不同柔度的桿件軟件都能計算。 特別注意：目前市面上的ansys屈曲分析，都是特征值分析，或幾何非線性分析， 中柔度桿件需要材料非線性分析，更改材料表后計算出來的值才準確。請有能力者接
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【單號5955】
預算范圍：500-1000
需求描述：我在做木結構，由試驗得到節點的荷載—位移滯回曲線后，需要在abaqus中的UEL子程序定義，有大神可以教我嗎？
展開 【2月13日項目懸賞】
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【單號6017】
預算范圍：500
使用軟件：Abaqus
需求描述：Abaqus二維切削仿真 想要做不同刀具前角，切削速度以及切削深度下的二維切削仿真； 分析不同參數下切削力和切屑形態變化； 刀具前角分別為0，-4，-6，-8和-10° 切削深度分別為10μm（0.01mm），15μm，20μm，25μm和30μm 切削速度為2000、2500和3000mm/s 之前做一直出現單元格扭曲問題不知道怎么解決，通過調整模型尺寸后又出現無切屑的問題不知道怎么解決。 材料參數我已經輸入好，見附件cae文件。我用的是abaqus6.14-4版本。
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【單號5978】
預算范圍：500
需求描述：ansys 壓桿屈曲分析 一根柱子，兩端約束，請使用ansys 分析并求出它的屈曲荷載。 請注意：請用不同的柱長測試，比方說：柱長300,500,1000,1500,2000,2500,以確保任何不同柔度的桿件軟件都能計算。 特別注意：目前市面上的ansys屈曲分析，都是特征值分析，或幾何非線性分析， 中柔度桿件需要材料非線性分析，更改材料表后計算出來的值才準確。請有能力者接
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【單號5955】
預算范圍：500-1000
需求描述：我在做木結構，由試驗得到節點的荷載—位移滯回曲線后，需要在abaqus中的UEL子程序定義，有大神可以教我嗎？
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【單號5954】
預算范圍：500
需求描述：abaqus模擬混凝土雙柱墩模型滯回分析，滯回曲線要求基本與論文模擬結果相差不大，混凝土采用塑性損傷模型。
展開 仿真類科研論文發表淺談
仿真方面的文章在撰寫時，一般包含應用場景、研究要點、仿真模型、仿真結果、應用軟件和參考文獻選擇幾方面，對于應用場景的研究內容主要有新型材料、特種加工工藝、切削設備和加工機理等幾方面；研究要點主要集中在熱力耦合、切屑形態和能量消耗等；仿真模型主要是幾何模型的建立、材料本構模型的選擇、接觸屬性的設置以及邊界條件的添加等；仿真結果主要為數據的整理輸出、應力溫度圖的輸出、網格節點位移的提取、輸出結果的分析以及仿真結果的討論等方面；應用軟件主要是仿真軟件、數據處理軟件以及圖片優化軟件等；參考文獻主要是文獻的數量、類別和來源方面。
投稿事宜
投稿前需要選擇合適的期刊，選擇好期刊后按照期刊要求進行適當的內容和格式修改，體現出你的投稿誠意。對于期刊的選擇，根據具體的專業選擇合適的期刊和欄目。對于在校研究生來說可以盡量選擇該領域權威性更強、影響因子更高的期刊，提升論文的含金量；而對于職稱評定，則盡量選擇影響因子更低、年發表量更大的期刊，提高論文的錄用率（達到硬性要求即可）。需要注意的是，在線投稿要注意找正確的官方網站，仔細甄別假冒網站。投稿時間越早越好，但是有些期刊收稿時間有規律性，通常在每月初將收到的稿件統一分送出去，投稿后要經常關注投稿進度，如果超過一個月沒有消息，可以打電話咨詢編輯部，此外千萬不要一稿多投。
機械方面期刊推薦
機械科學與技術、制造技術與機床、兵器材料科學與工程、金剛石與磨料模具工程、組合機床與自動化加工技術、山大學報、煤礦工程、哈理工學報、機床與液壓、工具技術、航空制造技術、機械制造與自動化、機械設計與制造、機械設計與制造工程、電加工與模具、機械與電子。
論文模板
論文模板僅供參考，可加QQ進行交流（1241141892）
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展開 望“屑”診斷加工，這才是高手！
節狀切屑
又稱擠裂切屑。它的外表面呈鋸齒形，內表面有時有裂紋。在切削速度較低、切削厚度較大、刀具前角較小時常產生此類切屑。
3. 粒狀切屑
又稱單元切屑。在切屑形成過程中，如剪切面上的剪切應力超過了材料的斷裂強度，裂紋擴展到整個面上，切屑單元從被切材料上脫落，形成粒狀切屑。如圖c所示。
以上三種切屑只有在加工塑性材料時才可能得到。其中，帶狀切屑的切削過程最平穩，單元切屑的切削力波動最大。在生產中最常見的是帶狀切屑，有時得到擠裂切屑，單元切屑則很少見。假如改變擠裂切屑的條件，如進一步減小刀具前角，減低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到單元切屑。反之，則可以得到帶狀切屑。這說明切屑的形態是可以隨切削條件而轉化的。掌握了它的變化規律，就可以控制切屑的變形、形態和尺寸，以達到卷屑和斷屑的目的。
4. 崩碎切屑
這是屬于脆性材料的切屑。這種切屑的形狀是不規則的，加工表面是凸凹不平的。從切削過程來看，切屑在破裂前變形很小，和塑性材料的切屑形成機理也不同。它的脆斷主要是由于材料所受應力超過了它的抗拉極限。加工脆硬材料，如高硅鑄鐵、白口鐵等，特別是當切削厚度較大時常得到這種切屑。由于它的切削過程很不平穩，容易破壞刀具，也有損于機床，已加工表面又粗糙，因此在生產中應力求避免。其方法是減小切削厚度，使切屑成針狀或片狀;同時適當提高切削速度，以增加工件材料的塑性。
以上是四種典型的切屑，但加工現場獲得的切屑，其形狀是多種多樣的。在現代切削加工中，切削速度與金屬切除率達到了很高的水平，切削條件很惡劣，常常產生大量“不可接受”的切屑。
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星辰插件|POLARIS_VORONOI V2.1版本新增：優化、縮放、短邊刪除等功能
晶體切削仿真
試件中嵌入隨機的泰森（Voronoi）多棱柱，模擬晶體與晶界，并采用POLARIS_InsertCohElem插件全局嵌入零厚度Cohesive單元，其中晶界位置的Cohesive單元強度低于晶體內部Cohesive單元時，模擬切削過程的塑性應變云圖和斷裂情況如下所示，觀察切屑的形態和破壞方式可知，該方法適合模擬脆性材料的切削過程。
溫馨提示：云圖結果雖為二維視角，但其實是三維模型（厚度方向取一個單元長度），二維模型Cohesive單元破裂后，切屑之間的接觸將成問題；應用三維Voronoi多棱柱模型，并結合通用接觸方法，可實現切削分離后的自接觸，從而避免切削的相互侵入。
晶體壓縮破碎仿真
首先生成三維Voronoi多面體模型，模型外形為長方體，通過剪裁操作，可以獲得圓柱體試件，采用POLARIS_InsertCohElem插件全局嵌入零厚度Cohesive單元，其中晶界位置的Cohesive單元強度低于晶體內部Cohesive單元時，模擬獲得不同階段，試件的破壞情況如下，其中左側為晶體分布圖，右側為位移云圖：
原文鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/-NjIfUMHQREGgzzDfb1JvA
展開 星辰插件|POLARIS_VORONOI V2.2
晶體切削仿真
試件中嵌入隨機的泰森（Voronoi）多棱柱，模擬晶體與晶界，并采用POLARIS_InsertCohElem插件全局嵌入零厚度Cohesive單元，其中晶界位置的Cohesive單元強度低于晶體內部Cohesive單元時，模擬切削過程的塑性應變云圖和斷裂情況如下所示，觀察切屑的形態和破壞方式可知，該方法適合模擬脆性材料的切削過程。
溫馨提示：云圖結果雖為二維視角，但其實是三維模型（厚度方向取一個單元長度），二維模型Cohesive單元破裂后，切屑之間的接觸將成問題；應用三維Voronoi多棱柱模型，并結合通用接觸方法，可實現切削分離后的自接觸，從而避免切削的相互侵入。
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