基于Abaqus-Explicit冷卻條件下鈦合金插銑過(guò)程溫度場(chǎng)研究.pdf

1、插銑過(guò)程是鈦合金這類難加工材料粗加工中高效加工方式之一。本文針對(duì)冷卻條件下鈦合金插銑過(guò)程，建立了基于刀片離散的正交切削模型，并建立了有限元仿真模型，對(duì)鈦合金插銑過(guò)程的溫度場(chǎng)進(jìn)行深入分析和仿真研究。主要研究成果如下：
　　 刀片被離散為微小單元(ECT)，每個(gè)ECT的切削速度方向時(shí)刻垂直于切削刃，把每個(gè)ECT看成是正交切削，將復(fù)雜的三維問(wèn)題簡(jiǎn)化為二維正交切削問(wèn)題。深入分析ECT切削機(jī)理，提出局部切削力的確定方法。刀-屑間的摩擦模型

2、為庫(kù)倫摩擦模型；工件材料模型采用Johnson-Cook本構(gòu)模型。
　　 利用人工熱電偶法對(duì)鈦合金插銑過(guò)程中某一區(qū)域的平均溫度進(jìn)行測(cè)量，溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)一套溫度采集系統(tǒng)采集得到；建立插銑實(shí)驗(yàn)切削力平臺(tái)，測(cè)量鈦合金插銑的切削力。實(shí)驗(yàn)中所獲得的數(shù)據(jù)為有限元仿真提供了驗(yàn)證依據(jù)。
　　 鈦合金插銑過(guò)程溫度場(chǎng)有限元仿真采用自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)，實(shí)現(xiàn)切屑的自動(dòng)分離；有限元仿真模型中刀尖模型為與實(shí)際相符的圓角。仿真過(guò)程分為兩步：利用Lagran

3、ge算法能夠很好的追蹤自由曲面變形的特點(diǎn)，建立完全的Lagrangian邊界下的正交切削有限元模型，模擬切屑的形成過(guò)程，并最終確定切屑的初始形態(tài)；結(jié)合Lagrange和Euler算法的優(yōu)點(diǎn)，把工件視為一個(gè)內(nèi)部材料不斷從刀具前刀面和后刀面流過(guò)的控制區(qū)域，建立Lagrangian-Eulerian邊界自適應(yīng)網(wǎng)格下的有限元模型，解決了金屬切削仿真過(guò)程中由于網(wǎng)格畸變致使仿真終止的普遍問(wèn)題。
　　 通過(guò)仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，驗(yàn)證了有限