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芳纶蜂窝材料超声切削仿真的有限元模型研究 预览
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作者 李秀渊 胡小平 +1 位作者 吴欣 于保华 《杭州电子科技大学学报:自然科学版》 2019年第5期56-61,共6页
芳纶蜂窝材料超声切削仿真中有限元模型建立的准确性在很大程度上影响分析的精确度。从切削力、芳纶蜂窝材料变形破损过程及仿真耗时等角度入手,针对蜂窝材料结构仿真模型的构建方法,研究单层整体建模、双层胶合建模以及三层整体建模三... 芳纶蜂窝材料超声切削仿真中有限元模型建立的准确性在很大程度上影响分析的精确度。从切削力、芳纶蜂窝材料变形破损过程及仿真耗时等角度入手,针对蜂窝材料结构仿真模型的构建方法,研究单层整体建模、双层胶合建模以及三层整体建模三种方法对芳纶蜂窝材料超声切削过程仿真的影响。实验结果表明:基于双层胶合模型的仿真切削力和实验切削力最大误差为11.3%,仿真耗时22.5 h,适用于芳纶蜂窝材料超声切削工艺参数优化的研究;基于三层整体模型的仿真切削力和实验切削力最大误差为5.3%,适用于芳纶蜂窝材料超声切削加工机理的研究。 展开更多
关键词 芳纶蜂窝材料 超声切削 切削仿真 有限元模型
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颗粒增强金属基复合材料切削过程仿真综述 预览
2
作者 滕龙龙 项俊锋 +2 位作者 王涛 王贝贝 解丽静 《工具技术》 2019年第3期3-9,共7页
回顾了近年来全球关于颗粒增强型金属基复合材料在切削过程中的一些仿真技术。切削模型既有二维模型也有三维模型,包括等效均质模型、微观模型和混合模型。仿真旨在预测切削力的大小,并研究界面失效、刀具—颗粒的相互作用、切削温度和... 回顾了近年来全球关于颗粒增强型金属基复合材料在切削过程中的一些仿真技术。切削模型既有二维模型也有三维模型,包括等效均质模型、微观模型和混合模型。仿真旨在预测切削力的大小,并研究界面失效、刀具—颗粒的相互作用、切削温度和加工次表面损伤等。本文重点介绍了上述建模方法的实现原理和关键技术,并对其优缺点加以评述。在此基础上,对颗粒增强金属基复合材料仿真技术的发展趋势做进一步探讨。 展开更多
关键词 金属基复合材料 切削仿真 微观模型 等效均质模型 次表面损伤
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2024铝合金铣削加工表面残余应力仿真研究 预览
3
作者 郑耀辉 赵明月 +1 位作者 刘娜 王明海 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第7期34-38,共5页
为了研究不同的铣削参数对2024铝合金铣削过程中铣削加工表面残余应力的影响,采用有限元仿真与试验验证结合的方法,利用有限元建立2D铣削仿真模型,研究铣削过程中切削表面残余应力随切削参数的变化,并在相同的切削参数下进行铣削试验测... 为了研究不同的铣削参数对2024铝合金铣削过程中铣削加工表面残余应力的影响,采用有限元仿真与试验验证结合的方法,利用有限元建立2D铣削仿真模型,研究铣削过程中切削表面残余应力随切削参数的变化,并在相同的切削参数下进行铣削试验测量切削表面残余应力,采用正交试验和单因素试验对铣削参数进行优化。结果表明,有限元仿真的结果与试验的结果数据相近,验证了有限元模型的准确性,通过正交试验选出最优的铣削工艺参数为切削速度500m/min、每齿进给量0.05mm/z、铣削宽度10mm、铣削深度0.5mm;在切削2024铝合金时,在不影响生产的条件下,采用较低的切削速度,较低的进给量、铣削深度和铣削宽度,得到的表面残余应力值较小。 展开更多
关键词 2024铝合金 表面残余应力 参数优化 切削仿真
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淬硬钢GCr15高速切削仿真对比分析 预览
4
作者 赵成喜 赵书强 刘国雨 《机械》 2019年第1期36-40,共5页
针对淬硬钢GCr15难切削问题,应用专业仿真切削软件对比模拟分析了PCBN和Al2O3(3Y)两种刀具二维切削状态下的切削性能。在相同的刀具几何参数和干式切削加工条件下,两种刀具的X向切削力基本相同,Al2O3(3Y)刀具的Y向切削力较大,切削力波... 针对淬硬钢GCr15难切削问题,应用专业仿真切削软件对比模拟分析了PCBN和Al2O3(3Y)两种刀具二维切削状态下的切削性能。在相同的刀具几何参数和干式切削加工条件下,两种刀具的X向切削力基本相同,Al2O3(3Y)刀具的Y向切削力较大,切削力波动情况明显大于PCBN刀具,刀头等效应力最大值分布范围较大,且主要集中在刀具的后刀面靠近主切削刃处。Al2O3(3Y)刀具切削温度明显高于PCBN刀具,高温分布区域较大且主要集中在前刀面靠近切削刃处。研究结果表明,PCBN刀具与Al2O3(3Y)刀具相比,更适合淬硬轴承钢GCr15的干式切削加工。 展开更多
关键词 GCRL5 Al3O2(3Y) PCBN 切削仿真
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有限元分析在钛合金叶轮加工中的应用 预览
5
作者 王德兵 王世康 《新技术新工艺》 2019年第5期26-29,共4页
在金属切削加工中,刀具几何参数是影响刀具耐用度的主要因素之一。以刀具前、后角度为研究对象,采用有限元分析方法,通过对TC4材料叶轮的切削仿真,得到了不同刀具几何参数下的钛合金材料切削温度云图,通过对切削温度云图的对比、分析,... 在金属切削加工中,刀具几何参数是影响刀具耐用度的主要因素之一。以刀具前、后角度为研究对象,采用有限元分析方法,通过对TC4材料叶轮的切削仿真,得到了不同刀具几何参数下的钛合金材料切削温度云图,通过对切削温度云图的对比、分析,确定了合适的刀具几何参数,并应用于指导现场生产。经过在实际生产中的应用发现,刀具的耐用度提高了约30%,为实际生产中工艺参数的确定及刀具设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 有限元分析 TC4 切削仿真 几何参数 本构模型 叶轮
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金属切削加工本构模型研究进展 预览
6
作者 吕明航 李安海 +1 位作者 吕豪剑 葛德俊 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2019年第3期75-80,共6页
材料的本构关系作为金属成型理论的根本,在加工仿真领域具有重要作用。本文综述了金属切削加工本构关系的研究现状,主要介绍了几种常用本构模型的优缺点,在实际加工过程中的应用以及对其进行的修正工作,同时介绍了本构模型原始参数的获... 材料的本构关系作为金属成型理论的根本,在加工仿真领域具有重要作用。本文综述了金属切削加工本构关系的研究现状,主要介绍了几种常用本构模型的优缺点,在实际加工过程中的应用以及对其进行的修正工作,同时介绍了本构模型原始参数的获取和修正方法。最后分析了金属切削加工本构模型中存在的一些不足以及未来的研究方向。 展开更多
关键词 切削仿真 本构模型 修正
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基于热力耦合的金属切削过程分析及实验验证 预览
7
作者 杨永刚 陈燕青 《中国民航大学学报》 CAS 2018年第2期53-58,共6页
在传统切削仿真模型中,工件或刀具模型设置为刚体,不能有效反映切削过程中工件和刀具在热力耦合作用下的真实状态;增大材料导热率不能准确反映切削液与材料表面的热交换过程。针对传统模型存在的不足,建立可反映材料加工特性的J-C本构... 在传统切削仿真模型中,工件或刀具模型设置为刚体,不能有效反映切削过程中工件和刀具在热力耦合作用下的真实状态;增大材料导热率不能准确反映切削液与材料表面的热交换过程。针对传统模型存在的不足,建立可反映材料加工特性的J-C本构模型和动态失效模型,通过添加对流换热来模拟冷却介质的冷却作用,采用有限元软件ABAQUS进行仿真。分析了不同切削参数、刀具形状和冷却介质对AISI-1045钢加工过程的影响,并通过与实验数据对比验证仿真结果的正确性。 展开更多
关键词 切削仿真 切削 切削温度
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JC本构模型对7050铝合金二维切削仿真影响的研究 预览 被引量:1
8
作者 彭臣西 吴运新 +1 位作者 易守华 龚海 《工具技术》 2018年第11期59-62,共4页
为了探究JC本构模型参数对切削仿真的影响规律,利用ABAQUS有限元软件建立7050-T7451铝合金的二维直角切削模型,并采用控制变量法及正交试验法研究了JC本构模型参数对主切削力的影响。结果表明:随着应变硬化指数n的增大,主切削力先... 为了探究JC本构模型参数对切削仿真的影响规律,利用ABAQUS有限元软件建立7050-T7451铝合金的二维直角切削模型,并采用控制变量法及正交试验法研究了JC本构模型参数对主切削力的影响。结果表明:随着应变硬化指数n的增大,主切削力先下降后增大,而随着其他几个参数(A、B、m、C)的增大,主切削力则呈增大趋势;5个材料参数中热敏感性m对主切削力的影响最显著,而应变硬化指数n对主切削力的影响最小。该结果可为材料的本构模型和切削力研究提供具有一定指导意义的理论参考。 展开更多
关键词 本构模型 7050铝合金 切削仿真 切削
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奥氏体不锈钢切削过程的有限元仿真分析 预览 被引量:1
9
作者 李海荣 《装备制造技术》 2018年第7期126-128,142共4页
通过有限元软件ABAQUS6.13建立对奥氏体不锈钢(0Cr18Ni9)的正交切削仿真模型,并对其进行二维有限元仿真。分析不锈钢在切削加工过程中应力分布,通过改变刀具前角、切削速度以及进给量对切削力的影响规律,为今后研究不锈钢的切削加工... 通过有限元软件ABAQUS6.13建立对奥氏体不锈钢(0Cr18Ni9)的正交切削仿真模型,并对其进行二维有限元仿真。分析不锈钢在切削加工过程中应力分布,通过改变刀具前角、切削速度以及进给量对切削力的影响规律,为今后研究不锈钢的切削加工及其切削机理提供参考依据。 展开更多
关键词 不锈钢 切削仿真 切削
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单晶SiC微切削机理分子动力学建模与仿真研究 预览
10
作者 王超 李淑娟 +2 位作者 柴鹏 严俊超 李言 《兵工学报》 CSCD 北大核心 2018年第8期1648-1654,共7页
单晶Si C硬度高、脆性大,加工困难,在塑性域加工时处于纳米尺度才可明显改善表面质量、获得高的精度。而单晶Si C的切削机理研究使用有限元和实验方法,无法获得时间尺度在飞秒或皮秒下材料发生的变化。为此,采用分子动力学模拟方法,对单... 单晶Si C硬度高、脆性大,加工困难,在塑性域加工时处于纳米尺度才可明显改善表面质量、获得高的精度。而单晶Si C的切削机理研究使用有限元和实验方法,无法获得时间尺度在飞秒或皮秒下材料发生的变化。为此,采用分子动力学模拟方法,对单晶3C-Si C切削过程进行了建模和仿真,分析了在不同切削速度、切削深度下切削力的变化。研究结果表明:切削速度为50 m/s、100 m/s和200 m/s时对应的平均切向切削力为737.34 n N、635.29 n N和587.09 n N,单晶Si C表面采用合适的切削速度能减小切削过程的切削力。 展开更多
关键词 单晶SiC 分子动力学 切削仿真 切削机理
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基于J-C本构模型的7050铝合金二维切削仿真 预览
11
作者 彭臣西 吴运新 +1 位作者 易守华 龚海 《制造业自动化》 CSCD 2018年第8期79-83,共5页
采用准确的材料本构模型是建立正确的有限元仿真模型的关键,为了获得面向金属切削加工过程有限元仿真中的J-C本构模型参数,以7050-T7451铝合金为例,对比分析了文献中典型的十二组J-C本构模型参数,利用通用有限元仿真软件ABAQUS进行二维... 采用准确的材料本构模型是建立正确的有限元仿真模型的关键,为了获得面向金属切削加工过程有限元仿真中的J-C本构模型参数,以7050-T7451铝合金为例,对比分析了文献中典型的十二组J-C本构模型参数,利用通用有限元仿真软件ABAQUS进行二维直角切削仿真,并将仿真结果和实验值进行了比较分析,以切削力和切屑厚度为衡量标准推选出了一组最优的7050铝合金J-C本构模型参数,为7050铝合金切削研究中材料本构模型参数的选择提供参考。 展开更多
关键词 本构模型 切削仿真 切削 切屑厚度
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华中8系统基于RTCP刀轴矢量控制的五轴编程及应用 预览
12
作者 胡松林 詹华西 张珍明 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2018年第2期74-77,共4页
刀轴矢量编程因方便在不同结构五轴机床上迁移使用而优势日渐突显。针对华中8系统在五轴加工旋转刀轴中心控制(Rotational Tool Center Point,RTCP)中刀轴矢量插补编程的指令特点,以矩形槽锥壁加工为例介绍了其编程控制方法,并在VERI... 刀轴矢量编程因方便在不同结构五轴机床上迁移使用而优势日渐突显。针对华中8系统在五轴加工旋转刀轴中心控制(Rotational Tool Center Point,RTCP)中刀轴矢量插补编程的指令特点,以矩形槽锥壁加工为例介绍了其编程控制方法,并在VERICUT多轴环境及华中8系统机床上进行了仿真验证。 展开更多
关键词 华中8系统 旋转刀轴中心控制 刀轴矢量编程 切削仿真
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车削加工温度场分析及实验研究 预览
13
作者 刘念聪 王进 +3 位作者 陈云 黄浩 向代阳 郑诚礼 《工具技术》 2018年第8期86-89,共4页
建立车削过程中基于热传导控制方程的刀具三维温度场模型,设置初始条件和边界条件。结合材料的Johnson-Cook本构模型和剪切失效准则,使用ABAQUS软件对YW1类硬质合金刀具车削45钢进行有限元仿真。比较了不同切削速度和切削深度下的刀具... 建立车削过程中基于热传导控制方程的刀具三维温度场模型,设置初始条件和边界条件。结合材料的Johnson-Cook本构模型和剪切失效准则,使用ABAQUS软件对YW1类硬质合金刀具车削45钢进行有限元仿真。比较了不同切削速度和切削深度下的刀具前刀面温度场分布,通过车削实验验证刀具的温度场模型。实验结果表明,该模型可以有效地预测刀具在切削过程中的温度场分布。 展开更多
关键词 刀具温度场 切削仿真 车削加工 热传导模型
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超高强度钢航空零件切削仿真与参数优化 预览
14
作者 郝红武 《西安航空学院学报》 2018年第3期3-9,共7页
为了研究超高强度钢航空零件的切削性能,保证切削加工时刀具的耐用度和加工质量,通过三因素三水平正交仿真分析,探讨了主轴转速、每齿进给量和背吃刀量三个因素对切削温度、最大主应力、刀具扭矩和总切削力等评价指标的影响。在仿真结... 为了研究超高强度钢航空零件的切削性能,保证切削加工时刀具的耐用度和加工质量,通过三因素三水平正交仿真分析,探讨了主轴转速、每齿进给量和背吃刀量三个因素对切削温度、最大主应力、刀具扭矩和总切削力等评价指标的影响。在仿真结果数据的基础上,通过极差分析法得出了各因素对各项评价指标的影响顺序以及影响趋势图;同时利用仿真结果数据建立了BP神经网络,进一步得出了各项评价指标的数学模型,最后通过遗传算法寻优,得出了超高强度钢铣削加工时的最优切削参数个体。 展开更多
关键词 切削仿真 正交 神经网络 遗传算法 超高强度钢
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基于Unity3D的虚拟切削仿真系统的研究与开发 预览
15
作者 岑洎涛 《数字技术与应用》 2018年第4期169-170,共2页
针对目前国内部分学校需使用数控系统进行生产实训但难以承担比较昂贵机床费用这一难题,本文初次尝试开发一套能够满足实际教学需要的虚拟切削仿真系统。在作了大量的分析后,选定Unity3D软件作为开发平台,广州数控218MC系统作为数控系... 针对目前国内部分学校需使用数控系统进行生产实训但难以承担比较昂贵机床费用这一难题,本文初次尝试开发一套能够满足实际教学需要的虚拟切削仿真系统。在作了大量的分析后,选定Unity3D软件作为开发平台,广州数控218MC系统作为数控系统硬件平台,推导了三维切削仿真算法,然后进行虚拟切削仿真系统的研究与开发。本软件系统通过真实的数控系统控制虚拟的加工中心,透过切削仿真呈现加工过程。实验结果表明,本文开发的软件系统可以满足基本的数控系统教学需要。 展开更多
关键词 UNITY3D 虚拟 切削仿真
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TC4钛合金车削刀具磨损数值分析 被引量:1
16
作者 马书娟 赵明月 +1 位作者 郑耀辉 王明海 《辽宁工程技术大学学报:自然科学版》 北大核心 2018年第5期829-833,共5页
为解决在切削加工中经常出现的刀具磨损问题,在Coulomb摩擦定律的混合摩擦机理的基础上构建了刀具磨损模型;利用有限元仿真软件Deform的工艺模拟系统来分析车削加工过程;采用单因素变量法研究在切削加工中不同的车削参数对切削力、热以... 为解决在切削加工中经常出现的刀具磨损问题,在Coulomb摩擦定律的混合摩擦机理的基础上构建了刀具磨损模型;利用有限元仿真软件Deform的工艺模拟系统来分析车削加工过程;采用单因素变量法研究在切削加工中不同的车削参数对切削力、热以及刀具磨损的影响.研究结果表明,刀具磨损模型能够准确的预测刀具的磨损情况,刀具磨损程度随着切削速度、背吃刀量和进给量的增加而增加,研究结论揭示了在切削加工中刀具的磨损规律,对刀具磨损和切削参数控制具有重要意义. 展开更多
关键词 钛合金 车削加工 刀具磨损 混合摩擦机理 切削仿真
准高速加工钛合金时刀具轨迹对切削力的影响 预览
17
作者 许立福 田身刚 +1 位作者 黄树涛 周丽 《工具技术》 北大核心 2017年第11期51-53,共3页
通过ABAQUS有限元分析软件,对准高速切削钛合金时顺铣、逆铣及常用走刀方式下盼切削力进行研究,得出顺铣时的切削力小于逆铣,环形走刀时的切削力较为平稳。同时研究了切削参数的变化对切削力的影响,得出了适合钛合金粗加工时的每齿... 通过ABAQUS有限元分析软件,对准高速切削钛合金时顺铣、逆铣及常用走刀方式下盼切削力进行研究,得出顺铣时的切削力小于逆铣,环形走刀时的切削力较为平稳。同时研究了切削参数的变化对切削力的影响,得出了适合钛合金粗加工时的每齿进给量及切削深度。 展开更多
关键词 钛合金 刀具轨迹 切削 铣削 切削仿真
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高强钢高效加工层切面铣刀优化设计及仿真分析 被引量:1
18
作者 程耀楠 韩禹 +2 位作者 关睿 徐明 卢真真 《上海交通大学学报》 CSCD 北大核心 2017年第8期1006-1012,共7页
利用层切面铣刀对508III钢进行铣削试验,分析切削参数对切削力的影响;以最优加工效率和刀具寿命为目标建立切削参数优化模型,采用遗传算法进行优化,并根据切削参数对刀具结构进行设计;对不同前角组合的刀片进行切削仿真,优化刀齿... 利用层切面铣刀对508III钢进行铣削试验,分析切削参数对切削力的影响;以最优加工效率和刀具寿命为目标建立切削参数优化模型,采用遗传算法进行优化,并根据切削参数对刀具结构进行设计;对不同前角组合的刀片进行切削仿真,优化刀齿的角度参数;结合优化的切削参数,对层切面铣刀进行切削力仿真验证.研究工作将为重型高效铣削刀具开发和切削参数优化等提供基础和技术支撑. 展开更多
关键词 优化设计 切削仿真 层切面铣刀 高效加工 重型切削
微织构Al2O3-TiC陶瓷刀具切削性能仿真研究 预览 被引量:3
19
作者 张文泉 冯益华 +1 位作者 田园 张记云 《工具技术》 北大核心 2017年第2期25-30,共6页
前刀面有微织构的刀具与无织构刀具的切削性能不同。为了研究Al_2O_3-Ti C陶瓷刀具前刀面凹坑微织构分布对刀具切削性能的影响,使用ABAQUS对陶瓷刀具进行三维建模,将模型导入有限元分析软件Advantedge中,在相同条件下,对无微织构和有微... 前刀面有微织构的刀具与无织构刀具的切削性能不同。为了研究Al_2O_3-Ti C陶瓷刀具前刀面凹坑微织构分布对刀具切削性能的影响,使用ABAQUS对陶瓷刀具进行三维建模,将模型导入有限元分析软件Advantedge中,在相同条件下,对无微织构和有微织构刀具进行三维切削仿真,对比其切削力、切削温度及应力分布,结果表明,具有特定凹坑微织构参数的Al_2O_3-Ti C刀具在切削过程中可降低切削力,改善温度和应力分布。 展开更多
关键词 微织构 切削仿真 Advantedge Al2O3-TiC陶瓷刀具
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工艺参数对碳纤维复合材料切削过程亚表面损伤影响的数值建模 预览
20
作者 陈德雄 林有希 +1 位作者 任志英 林华 《机械设计与制造工程》 2017年第5期13-18,共6页
针对碳纤维复合材料(CFRP)切削加工过程中形成的亚表面损伤问题,基于Hashin失效准则,建立了CFRP切削加工宏观动态仿真模型。通过正交试验和方差分析研究材料自身纤维方向及工艺参数(刀具前角、切削深度和刀尖半径)对工件亚表面损伤... 针对碳纤维复合材料(CFRP)切削加工过程中形成的亚表面损伤问题,基于Hashin失效准则,建立了CFRP切削加工宏观动态仿真模型。通过正交试验和方差分析研究材料自身纤维方向及工艺参数(刀具前角、切削深度和刀尖半径)对工件亚表面损伤的影响规律。仿真结果表明:影响亚表面损伤深度D_m的因素主次顺序为纤维方向〉刀尖半径〉切削深度〉刀具前角;纤维方向和刀具前角的交互作用对亚表面损伤具有显著影响,贡献率分别为48.12%和10.86%。亚表面损伤沿着切削方向扩展,并且分布方向大体上与纤维方向一致;随着纤维角度的增加,亚表面损伤深度D_m先增大后减小。研究结果可为进一步了解CFRP的切削机理提供可靠的借鉴。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 亚表面损伤 方差分析 切削仿真 纤维方向
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