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令切削寬度ae＝1mm，最小切削力F 和最低切削溫度T 為響應(yīng)量[6]。根據(jù)正交試驗(yàn)表選擇原則，采用L16正交表，試驗(yàn)安排及結(jié)果見(jiàn)表6。表5　正交因素與水平表6　正交試驗(yàn)結(jié)果3.2 有限元模擬結(jié)果分析針對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果采用極差R 法分析，極差是指各水平指標(biāo)對(duì)應(yīng)的最大值與最小值之差。

令切削寬度ae＝1mm，最小切削力F 和最低切削溫度T 為響應(yīng)量[6]。根據(jù)正交試驗(yàn)表選擇原則，采用L16正交表，試驗(yàn)安排及結(jié)果見(jiàn)表6。表5　正交因素與水平表6　正交試驗(yàn)結(jié)果3.2 有限元模擬結(jié)果分析針對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果采用極差R 法分析，極差是指各水平指標(biāo)對(duì)應(yīng)的最大值與最小值之差。

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(huì)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(dòng)力學(xué)分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置3、理解動(dòng)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(dòng)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(duì)比案例介紹：所使用軟件為ABAQUS2018

首先創(chuàng)建銑削刀具的模型，命名為Tool，并創(chuàng)建刀具的參考點(diǎn)。 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(duì)其進(jìn)行切分。 二、創(chuàng)建材料銑削是一個(gè)高速動(dòng)態(tài)的過(guò)程，需同時(shí)考慮應(yīng)變、應(yīng)變率及溫度對(duì)被切削材料的影響，因此工件采用J-C本構(gòu)。

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(huì)得到什么：1、掌握二維模型的繪制2、掌握熱結(jié)構(gòu)耦合顯示動(dòng)力學(xué)分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置3、理解動(dòng)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(dòng)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(duì)比案例介紹：所使用軟件為ABAQUS2018.

有限元法被認(rèn)為是一種切削過(guò)程中預(yù)測(cè)過(guò)程變量、揭示微觀物理現(xiàn)象、深入研究切削機(jī)理的有效方法。因此，運(yùn)用有限元仿真對(duì)宏觀和微觀尺度切削過(guò)程進(jìn)行研究，區(qū)分宏觀和微觀過(guò)程變量有限元仿真模型的差異，進(jìn)而提高宏觀和微觀尺度有限元仿真的精度、工件表面質(zhì)量和刀具壽命是必要的。

[2]02 全過(guò)程仿真流程 用戶可使用神工坊高性能仿真平臺(tái)進(jìn)行刀具切削全過(guò)程仿真，通過(guò)web端即可享受“PC式高性能體驗(yàn)”，使用超算硬件資源和海量軟件資源開(kāi)展仿真工作，高效快速地進(jìn)行研究。 以下仿真過(guò)程針對(duì)刀具切削過(guò)程中變形與摩擦集中的區(qū)域。一、使用「圖形應(yīng)用」進(jìn)行前處理 為了使仿真研究的針對(duì)性更強(qiáng)，有限元分析效率更高，故將正交切削模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。

相較于傳統(tǒng)的脆性開(kāi)裂模型（如最大主應(yīng)力準(zhǔn)則），Cohesive單元能夠同時(shí)表征巖石的**張開(kāi)型（Ⅰ型）、滑開(kāi)型（Ⅱ型）及混合型裂紋擴(kuò)展**，完美契合切削過(guò)程中多裂紋的復(fù)雜擴(kuò)展模式，而直接通過(guò)網(wǎng)格劃分預(yù)設(shè)裂紋的方法無(wú)法模擬裂紋的動(dòng)態(tài)萌生過(guò)程，難以反映真實(shí)切削機(jī)理。從數(shù)值計(jì)算精度層面分析，插入Cohesive單元法可實(shí)現(xiàn)多裂紋的自主演化與相互作用。

將切削刀具視為剛體，在切削刀具上設(shè)置參考點(diǎn)RP來(lái)約束其運(yùn)動(dòng)，這樣不僅便于切削力的提取，也便于對(duì)刀具施加約束條件。本模型中巖石材料與刀具之間的接觸采用Node-to-Surface接觸，即在每一個(gè)增量步都重新定義接觸，從而實(shí)現(xiàn)切削過(guò)程中巖石與刀具的動(dòng)態(tài)接觸，法向接觸為硬接觸，切向接觸面采用罰函數(shù)來(lái)定義摩擦，取摩擦系數(shù)為0.3。

（1）建立幾何模型 在軟件中設(shè)置仿真切削工件的幾何形狀，包括直徑、長(zhǎng)度和厚度等。（2）網(wǎng)格劃分 可采用任意拉格朗日歐拉法在工件內(nèi)部進(jìn)行網(wǎng)格劃分，使網(wǎng)格在求解過(guò)程中能隨著設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的畸變。任意拉格朗日歐拉法非常適合模擬切削加工，被普遍應(yīng)用于模擬切削的研究中。

傳統(tǒng)基于體素或表面網(wǎng)格的仿真模型，其精度與計(jì)算效率之間存在矛盾。將球頭銑刀簡(jiǎn)化為球面，坯件采樣為表面點(diǎn)云模型，仿真銑削加工過(guò)程，每次仿真步進(jìn)后若坯件模型上的點(diǎn)穿過(guò)銑刀球面，則坯件對(duì)應(yīng)部分被切削。將刀具對(duì)工件的切削近似為“擠壓”過(guò)程，引入坯件表面法線使坯件點(diǎn)云中的點(diǎn)沿其法線負(fù)方向移動(dòng)，避免坯件點(diǎn)持續(xù)移動(dòng)過(guò)程中的誤差積累，提出“外偏角”處理方法，解決“擠壓”移動(dòng)方法所產(chǎn)生的邊界點(diǎn)“外偏”問(wèn)題。

映射法和掃掠法只適用于特定類型的幾何模型；而正交切割單元法具有較強(qiáng)的普適性，只需要提供模型的表面網(wǎng)格就可以自動(dòng)生成六面體為主的多邊形網(wǎng)格（并非純六面體網(wǎng)格）。這里我們主要介紹一下這種方法。 2.

JC漸進(jìn)損傷本構(gòu)是研究切削中的重要本構(gòu)模型，主要包括材料硬化和損傷兩部分：其中，原始JC的硬化部分本構(gòu)為； 材料屈服應(yīng)力的硬化解耦為三部分獨(dú)立的效應(yīng)：應(yīng)變硬化、應(yīng)變率硬化以及熱軟化。

當(dāng)執(zhí)行X/Y/Z方向的正交對(duì)齊切削時(shí)，若檢測(cè)到幾何容差逼近臨界值，程序向纖維軸向注入極小幅度的方向偏移。該偏移量低于網(wǎng)格特征尺寸，對(duì)力學(xué)行為的影響可忽略，但能夠打破幾何引擎的平行死鎖狀態(tài)，使布爾運(yùn)算順利完成。 圖 4. 四面體網(wǎng)格劃分效果：左圖為纖維絲，右圖為單胞四、插件使用方法4.1.

可以模擬的加工過(guò)程有各種連接過(guò)程加工，切削，磨削，鉆孔-拉出等。