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1、 引言本教學(xué)聚焦于金屬切削加工領(lǐng)域，通過 Abaqus 有限元分析軟件開展三維切削過程仿真建模實(shí)踐教學(xué)。

[1] 本文主要介紹了基于有限元軟件的刀具切削仿真應(yīng)用，通過使用神工坊高性能仿真平臺進(jìn)行全過程仿真，能夠在一定程度上提高效率、節(jié)約成本，同時為實(shí)際加工制造提供參考數(shù)據(jù)，發(fā)揮重要的支持作用。01 案例介紹 本案例使用Abaqus 6.14。 Abaqus的優(yōu)勢在于強(qiáng)大的非線性處理能力，通過熱力耦合分析步直接對切削過程進(jìn)行準(zhǔn)確的仿真分析。

2.切削中鉆頭和巖石發(fā)生穿透？在切削仿真中鉆頭和巖石間的接觸壓力、接觸剛度和許用穿透量之間的平衡被打破。可以細(xì)化接觸區(qū)域網(wǎng)格; 修改接觸剛度;用軟接觸代替硬接觸3.仿真中的求解不穩(wěn)定性問題？由于abaqus explicit的接觸算法對接觸面的類型有較嚴(yán)格的限制,而切削仿真又是一個高度非線性求解過程，這些都會導(dǎo)致求解的不穩(wěn)定。

，待切削材料按照拉伸試驗(yàn)或文獻(xiàn)資料獲取。

LSDYNA作為專門針對材料非線性、大變形問題而開發(fā)的大型顯示動力學(xué)仿真軟件，其擁有相當(dāng)齊全的材料庫，針對其中材料的本構(gòu)關(guān)系都有非常明確的軟件設(shè)置與輸出步驟，方便用戶對本構(gòu)的快速設(shè)置甚至二次開發(fā)。本帖以典型的材料大變形問題磨粒切削加工引起的加工損傷為案例講解損傷歷史變量的定義與輸出步驟。 在我們沒有更好的文獻(xiàn)參考時，官方仿真軟件的幫助文檔是一個最佳的選擇。

不同切削深度下二維巖石切削分析 線性切削廣泛應(yīng)用于巖石的數(shù)值試驗(yàn)中，在線性切削過程中切削刀具以設(shè)定的速度劃過巖石表面，同時以不同深度切削巖石，切削破壞表層部分巖石材料。使用ABAQUS有限元軟件建立單刀線性切削巖石材料仿真模型，研究切削深度對巖石切削中切削力的影響。1.計(jì)算模型運(yùn)用有限元顯示動力學(xué)分析方法進(jìn)行仿真模擬計(jì)算。

鎢鉬合金屬于難加工材料，加工成本高、加工效率低且刀具磨損嚴(yán)重，利用ABAQUS有限元分析軟件，建立鎢鉬合金三維銑削模型，針對不同切削參數(shù)，研究在銑削鎢鉬合金過程中產(chǎn)生的切削力和切削溫度的變化規(guī)律，并通過銑削試驗(yàn)對仿真模型的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。

待切削工件采用歐拉類型進(jìn)行建模，創(chuàng)建計(jì)算域并對其進(jìn)行切分。 二、創(chuàng)建材料銑削是一個高速動態(tài)的過程，需同時考慮應(yīng)變、應(yīng)變率及溫度對被切削材料的影響，因此工件采用J-C本構(gòu)。

復(fù)合陶瓷刀具不適合用來切削高鎢合金材料，PCD金剛石刀具壽命與WC基硬質(zhì)合金相比并無明顯提高。鎢及其合金材料最好采用PCBN刀具且用CBN含量較多的牌號（如DBC80）來加工，這樣可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。ABAQUS有限元分析軟件是金屬切削加工仿真的常用軟件，具有強(qiáng)大的非線性分析功能，可以實(shí)現(xiàn)熱力耦合。

在刀具切削仿真領(lǐng)域，應(yīng)用SPH算法進(jìn)行金剛石刀具切削工件逐漸成為一個熱點(diǎn)。應(yīng)用SPH算法表征材料在加工過程中的磨屑狀態(tài)、損傷情況、亞表面裂紋擴(kuò)展對于揭示刀具切削原理更加直觀高效，是此方法的最大優(yōu)勢之處。關(guān)于SPH算法的原理及建模思路本帖不加說明，讀者可自行前往技術(shù)鄰平臺搜索閱覽。本帖主要給出金剛石磨粒在加工過程中形成的SPH磨屑狀態(tài)分布云圖方法。

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生3、與切削工藝相關(guān)的工程師你會得到什么：1、掌握三維模型的繪制2、掌握熱結(jié)構(gòu)耦合顯示動力學(xué)分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置3、理解動力學(xué)分析步的建立4、學(xué)習(xí)切削相關(guān)的相互關(guān)系的設(shè)置5、了解顯示動力學(xué)網(wǎng)格的劃分6、學(xué)習(xí)結(jié)果后處理的查看與對比案例介紹：所使用軟件為ABAQUS2018

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1原由我們知道，不管是利用ABAQUS或是ANSYS軟件進(jìn)行建模分析來說，在仿真分析過程中，我們經(jīng)常會遇到需要多次對模型進(jìn)行修改的過程，筆者在一個做金剛石磨粒切削硬脆材料的案例中發(fā)現(xiàn)，為了研究在不同磨粒切深下的工件損傷情況，需要大量重復(fù)設(shè)置磨粒的切深，這樣的重復(fù)操作大約需要30多組。

5） 切削用量選擇不合理，如用量過大，便機(jī)床悶車；斷續(xù)切削時，切削速度過高，進(jìn)給量過大，毛坯余量不均勻時，切削深度過小；切削高錳鋼等加工硬化傾向大的材料時，進(jìn)給量過小等。對策：重新選擇切削用量。6） 機(jī)械夾固式刀具的刀槽底面不平整或刀片伸出過長等結(jié)構(gòu)上的原因。對策：①修整刀槽底面。②合理布置切削液噴嘴的位置。③淬硬刀桿在刀片下面增加硬質(zhì)合金墊片。