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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)。

同時(shí)，討論了金屬切削過程有限元仿真的研究和發(fā)展方向，為未來的建模方向提供了指導(dǎo)。

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Abaqus的Explicit模塊下，有兩種金屬切削仿真的方法，一種是用溫度-變形耦合算法，另一種是任意拉格朗日-歐拉算法，本文使用前者。Johnson-Cook 本構(gòu)模型 Johnson-Cook 本構(gòu)模型和斷裂準(zhǔn)則誕生于上世紀(jì)八十年代，由Johnson和Cook提出，現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于沖擊領(lǐng)域。

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。鎢鉬合金屬于難加工材料，其加工成本高、加工效率低且刀具磨損嚴(yán)重，因此，本文使用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，最后通過正交試驗(yàn)獲得最優(yōu)的銑削參數(shù)組合，以此為實(shí)際銑削加工提供參考。

圖1 運(yùn)行模擬過程界面（5）后處理 模擬過程運(yùn)行結(jié)束后，可以通過軟件后處理查看模擬仿真結(jié)果，包括切削過程中切削力、切削溫度、刀具應(yīng)力、刀具變形量和切屑的形成等。在軟件的后處理界面中，可以查看模擬加工過程中的溫度，如圖2所示。

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。

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(shí)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。

與傳統(tǒng)減材制造（切削、磨削等）和等材制造（鑄造、鍛壓等）的材料加工方式不同，金屬增材制造依據(jù)三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）數(shù)據(jù)，通過光源或高能熱源等將離散材料（粉材、絲材等）逐層累積制造實(shí)體構(gòu)件，是一種自下而上疊加材料成形的“自由制造”過程，有望成為實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)等高端工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)跨代提升的一條關(guān)鍵技術(shù)途徑。

同時(shí)通過對型腔內(nèi)曲面為阿基米德螺線形花瓣的超越離合器齒輪成形過程的數(shù)值模擬仿真，利用數(shù)值模擬仿真結(jié)果。實(shí)現(xiàn)了對毛坯的精確化，大大提高了材料利用率，節(jié)省了材料。而且通過模擬結(jié)果分析，預(yù)測了零件的成形力，有效地保護(hù)了設(shè)備。實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)的指導(dǎo)，大大縮短了工藝試驗(yàn)的周期。

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沿X方向連續(xù)纖維分布（左圖）和隨機(jī)方向連續(xù)纖維分布（右圖）周期性單胞三、布爾運(yùn)算的容差處理 針對ACIS引擎在絕對平行條件下布爾運(yùn)算易失敗的問題，程序中引入了非穩(wěn)態(tài)判定與自適應(yīng)微擾機(jī)制。當(dāng)執(zhí)行X/Y/Z方向的正交對齊切削時(shí)，若檢測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。