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同時，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)。

課程以典型切削工況為對象，系統(tǒng)講解從幾何建模、材料定義、網(wǎng)格劃分到載荷施加及結(jié)果分析的全流程操作，旨在使學(xué)員掌握：? 三維切削模型的簡化與參數(shù)化建模方法? 切削過程中材料本構(gòu)關(guān)系與失效準(zhǔn)則的工程應(yīng)用? 網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)在大變形切削仿真中的優(yōu)化策略? 切削力、溫度場及切屑形態(tài)等關(guān)鍵物理量的提取與分析方法2、 幾何模型與材料參數(shù)（1） 模型構(gòu)建：本教學(xué)中涉及的部件模型均通過

現(xiàn)有加工制造仿真研究多注重于有限元分析、表面形貌仿真，得益于高性能計算機技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展，為研究切屑形成機理、切削力和加工表面微組織演變提供了支持[14,15,16]。文獻[17]研究加工尺度上的仿真算法，提高仿真效率；Altintas等[18]提出任意立銑刀或插刀幾何的通用建模方法，并設(shè)計虛擬銑削仿真系統(tǒng)，以改進工業(yè)中的刀具設(shè)計或工藝規(guī)劃。

一、創(chuàng)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(jié)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(diào)整尺寸參數(shù)可方便的對模型進行修改。附件中會提供CAE源文件。

鎢鉬合金有限元建模 2 2.1 刀具幾何模型仿真使用硬質(zhì)合金標(biāo)準(zhǔn)4刃立銑刀，規(guī)格見表1。利用SolidWorks三維建模軟件生成銑刀模型，如圖1所示。

2鎢鉬合金有限元建模 2.1 刀具幾何模型仿真使用硬質(zhì)合金標(biāo)準(zhǔn)4刃立銑刀，規(guī)格見表1。利用SolidWorks三維建模軟件生成銑刀模型，如圖1所示。

圖1 航空發(fā)動機與內(nèi)部渦輪盤 本文從有限元仿真分析的角度出發(fā)，定義了W12C r4V5C o5(T15）高速鋼拉刀與F G H95高溫合金工件材料的本構(gòu)參數(shù)模型，根據(jù)Advant Edge仿真運行結(jié)果，從仿真云圖和數(shù)值提取兩個方面分別探究了不同微觀刃口大小的拉刀在特定拉削工況下的溫度、應(yīng)力、切削力及工件材料流動趨勢的影響，最后結(jié)合上述物理量的討論得出了系列結(jié)論。

由于材料具有高的硬度和強度，原子密度和結(jié)合力大，斷裂韌度和持久塑性高，在切削過程中切削力大，而且切削力的波動也比較大。加工過程中產(chǎn)生的熱量多，在切削區(qū)集中了大量的切削熱，形成很高的切削溫度。再加上強化系數(shù)高，在切削力和切削熱的作用下產(chǎn)生巨大的塑性變形，造成加工硬化。

刀具與工件材料之間接觸區(qū)域的顏色較深，表示該區(qū)域的應(yīng)力值較高，這是由于在切削過程中，工件受到擠壓和剪切力的作用，產(chǎn)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象。03 結(jié)論 作為國民經(jīng)濟各工業(yè)部門的基礎(chǔ)配套產(chǎn)業(yè)，切削刀具對提高制造業(yè)效率起著不可替代的作用。為了滿足制造業(yè)和科研工作者的仿真需求，神工坊高性能仿真平臺可實現(xiàn)對刀具切削過程的模擬，助力提高刀具切削質(zhì)量，降低制造成本

仿真文件說明 如圖1所示為二維隨機顆粒增強材料的切削仿真，顆粒在模型內(nèi)部隨機分布，模型中可以通過改寫數(shù)值定義多組直徑，也可以將顆粒直徑定義在某一范圍內(nèi)隨機分布，從而建立仿真所需的幾何模型。

3 數(shù)控仿真技術(shù)數(shù)控機床加工零件是靠數(shù)控指令程序控制完成的。為確保數(shù)控程序的正確性，防止加工過程中干涉和碰撞的發(fā)生，在實際生產(chǎn)中，常采用試切的方法進行檢驗。從試切環(huán)境的模型特點來看，目前NC切削過程仿真分幾何仿真和力學(xué)仿真兩個方面。幾何仿真不考慮切削參數(shù)、切削力及其它物理因素的影響，只仿真刀具-工件幾何體的運動，以驗證NC程序的正確性。

在航空航天、船舶制造等高端領(lǐng)域，復(fù)雜零件的高效加工已成為行業(yè)核心競爭力。平旋盤（U軸）技術(shù)正扮演著越來越關(guān)鍵的角色。數(shù)控平旋盤和可變徑鏜頭可在加工過程中實時數(shù)控改變切削直徑，極大地提升了復(fù)雜零件的加工效率與精度。與普通鏜刀不同，這種刀具通過數(shù)控程序?qū)㈢M桿的伸縮通過平旋盤內(nèi)的精密機構(gòu)轉(zhuǎn)換為刀具的水平位移，從而實現(xiàn)切削直徑的實時調(diào)整。

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.計算模型運用有限元顯示動力學(xué)分析方法進行仿真模擬計算。