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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

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，研究在銑削鎢鉬合金過程中產生的切削力和切削溫度的變化規律，并通過銑削試驗對仿真模型的有效性進行了驗證。

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，研究在銑削鎢鉬合金過程中產生的切削力和切削溫度的變化規律，并通過銑削試驗對仿真模型的有效性進行了驗證。通過正交試驗得到最優切削參數組合，即切削速度vc＝60m/s，背吃刀量ap＝3mm，每齒進給量fz＝0.16mm/z。

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。a）考慮尺寸效應，進一步研究從塑性變形到剪切的臨界狀態，對工件表面質量的提高具有重大意義，如圖8所示。

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

圖1 運行模擬過程界面（5）后處理 模擬過程運行結束后，可以通過軟件后處理查看模擬仿真結果，包括切削過程中切削力、切削溫度、刀具應力、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。

應力場仿真動畫 4.溫度場仿真動畫 通過添加微信或者QQ可獲得答疑 附件內容：CAE文件和INP文件 WeChat：1489785835 仿真軟件：ABAQUS 2022 仿真要點：超聲振動切削、熱力耦合仿真、水射流冷卻、溫度場輸出

2 有限元仿真軟件介紹及設置本文所采用的有限元CAE軟件為Advant Edge，是一款專業性較強、針對優化金屬切削和輔助刀具設計的軟件，提供了多種2D和3D（包括車削、銑削、鉆削和拉削等）工藝分析模塊。本文中的有限元仿真可直接采用Advant Edge自帶的二維拉削模塊進行，其大致分析流程為：刀具及工件參數設定、網格劃分、材料定義、切削參數定義、求解過程分析和仿真結果分析。

# 采用插入Cohesive單元生成多裂紋開展二維巖石切削模擬的必要性在二維巖石切削數值模擬中，采用**插入Cohesive單元法生成多裂紋**是精準刻畫切削過程中巖石損傷、裂紋萌生-擴展-貫通及碎屑形成的核心技術手段，其必要性可從力學機理表征、數值計算精度、工程適用性三個維度展開分析。

1.4 耦合歐拉-拉格朗日算法優勢分析1.4.1 拉格朗日算法和歐拉算法 拉格朗日算法常用于固體力學中的受力與變形分析。其重要特征是有限元網格固連于材料區域且兩者共享邊界，所形成的拉格朗日單元內充滿材料。因此，結構變形一致反映于有限元網格的變化，可跟蹤節點的運動，從而簡化控制方程的求解過程。但在大變形情況下，網格發生嚴重畸變，此時拉格朗日算法喪失了其準確性。

創建作業，并提交，完成后可視化結果如下： 文章來源：虛擬Abaqus仿真現實世界 ，作者心印玅經

一、創建仿真模型 本教程采用abaqus中CEL（耦合的歐拉-拉格朗日）方法對鈦合金（Ti6AL4V）的銑削過程進行仿真，通過仿真結果可以提取刀具受力及溫度變化，并直觀的觀察到切屑的生成過程。模型建模均在ABAQUS CAE中完成，通過調整尺寸參數可方便的對模型進行修改。附件中會提供CAE源文件。

在此磨損過程中，模型中存在三種類型的單元，單元A是磨損過程中完全破碎的單元；單元B是未完全破碎殘留大量應力的單元；單元C是始終保持在彈性階段的單元，圖中分別表現為藍色、綠色和黃色部分區域。圖8為摩擦磨損實驗后的表面形貌圖。其磨損后破碎形貌與仿真結果基本一致，也可將材料的破碎分為A、B、C三種類型，并且根據上述三種單元存在的區域將磨損表面劃分為1、2、3區域。

2.切削中鉆頭和巖石發生穿透？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。可以細化接觸區域網格; 修改接觸剛度;用軟接觸代替硬接觸3.仿真中的求解不穩定性問題？由于abaqus explicit的接觸算法對接觸面的類型有較嚴格的限制,而切削仿真又是一個高度非線性求解過程，這些都會導致求解的不穩定。

不同切削深度下二維巖石切削分析 線性切削廣泛應用于巖石的數值試驗中，在線性切削過程中切削刀具以設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.計算模型運用有限元顯示動力學分析方法進行仿真模擬計算。