本文關鍵詞：金屬切削過程仿真及其在斷屑槽性能研究中的應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 本文在研究了金屬切削原理和有限元理論的基礎上，借鑒前人在二維切削仿真研究中的成果與結論，選擇了基于等效塑性應變的切屑分離準則，建立了有限元分析模型，利用商業(yè)化的有限元分析軟件進行了求解運算，動態(tài)模擬了三維狀態(tài)的金屬切削過程。本文具體研究內容如下： 1、建立了二維切削加工有限元分析模型，，進行了仿真實驗。對金屬切削過程中應力場、應變場的變化及其規(guī)律作了定性分析。給出了應力、應變等值線圖，觀察了切削過程中各主要變形區(qū)位置和剪切帶形成過程。仿真結果驗證了隨刀具前角增大，剪切角相應增大。 2、建立了斜角切削加工有限元分析模型，進行了仿真實驗。通過提取切屑模型的關鍵線進行測量，得到了切削過程中切屑流屑角、上卷半徑和側卷半徑的數(shù)值；驗證了流屑角和刀具刃傾角總是近似相等的斯坦布勒實驗法則；并實現(xiàn)了利用有限元仿真對切屑形態(tài)與受阻運動趨勢的預測。 3、建立了三維切削加工有限元分析模型，進行了仿真實驗。研究了切削力變化規(guī)律和切屑成形過程。仿真得到了不同切削用量下的切削力數(shù)值，為切削工藝研究及刀具設計提供了有用數(shù)據(jù)。通過和切削試驗結果進行對比分析，驗證了仿真結果的準確性，證明了仿真模型的有效性。 4、為了將該仿真模型應用于刀具斷屑槽形的設計與優(yōu)化，本文通過改變全圓弧槽形刀具幾何參數(shù)進行了一系列仿真實驗，完成了對該種槽形流屑、卷屑性能的定性研究，得到了一些有意義的結論。 5、開發(fā)了金屬切削過程仿真分析的集成軟件。工藝人員通過軟件友好的人機界面，可以完成相應條件下的程序編寫，計算分析，數(shù)據(jù)處理及結果演示。軟件操作方便，運行可靠。
【關鍵詞】：金屬切削 有限元法 仿真 斷屑槽
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：TG506
【目錄】：

• 第一章 緒論8-13
• 1.1 刀具研制方法的現(xiàn)狀與發(fā)展8-9
• 1.2 金屬切削過程仿真9-10
• 1.3 有限單元方法(FEM)10-11
• 1.4 基于FEM的切削仿真的研究概況11-12
• 1.5 本文主要工作12-13
• 第二章 金屬切削理論13-20
• 2.1 切屑的卷曲形式13
• 2.2 切屑的運動規(guī)律13-17
• 2.2.1 自然切屑(無引導自由切屑)的運動13-16
• 2.2.2 有引導自由切屑的運動16
• 2.2.3 受阻切屑的運動16-17
• 2.3 切屑形態(tài)參數(shù)的計算17-20
• 2.3.1 上卷半徑的計算17-18
• 2.3.2 側卷半徑的計算18-19
• 2.3.3 流屑角的計算19-20
• 第三章 有限單元理論與仿真系統(tǒng)的建立20-30
• 3.1 有限單元理論20-25
• 3.1.1 基本思想20-21
• 3.1.2 運動平衡方程21-22
• 3.1.3 顯式中心差分算法22-23
• 3.1.4 有限元法的前后處理23-25
• 3.2 仿真系統(tǒng)的建立25-30
• 3.2.1 關鍵技術的處理25-28
• 3.2.2 建立仿真系統(tǒng)的軟件平臺28-30
• 第四章 仿真分析與結果驗證30-52
• 4.1 二維切削仿真30-37
• 4.1.1 模型的建立31
• 4.1.2 分析計算31-33
• 4.1.3 結果分析33-34
• 4.1.4 剪切角理論的仿真研究34-35
• 4.1.5 二維全圓弧槽形刀具35-37
• 4.2 斜角切削仿真37-43
• 4.2.1 模型的建立37-38
• 4.2.2 分析計算38-40
• 4.2.3 結果分析40-42
• 4.2.4 三維全圓弧槽形刀具42-43
• 4.3 三維切削仿真43-52
• 4.3.1 模型的建立43-45
• 4.3.2 分析計算45-46
• 4.3.3 結果分析46-47
• 4.3.4 切削力變化規(guī)律的仿真研究與實驗驗證47-50
• 4.3.5 特殊情況50-52
• 第五章 金屬切削過程仿真分析軟件開發(fā)52-59
• 5.1 軟件開發(fā)平臺52
• 5.2 軟件的總體設計52-54
• 5.3 軟件的使用說明及功能展示54-59
• 第六章 總結與展望59-61
• 6.1 本文的主要結論59
• 6.2 工作的完善與展望59-61
• 參考文獻61-64
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文64-65
• 致謝65

【引證文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 覃孟揚;基于預應力切削的加工表面殘余應力控制研究[D];華南理工大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張琳;導電加熱切削有限元模擬及實驗研究[D];大連理工大學;2010年

2 李冬穎;螺旋錐齒輪銑刀結構設計及其銑削加工過程的仿真分析[D];吉林大學;2011年

3 蔣鈺鋼;高速切削加工過程有限元仿真研究[D];山東大學;2011年

4 張廷梁;切削—擠壓成形過程仿真及可視化編程[D];西安理工大學;2006年

5 劉新勝;精車不銹鋼可轉位刀片三維斷屑槽槽型研究[D];昆明理工大學;2006年

6 宋健平;基于J2EE的金屬切削數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計與研究[D];南京航空航天大學;2006年

7 楊建宇;小尺寸內球面高精度車削工藝研究[D];東北大學;2006年

8 杜俊瑋;基于刀具涂層改性的切削過程三維數(shù)值模擬技術研究[D];華北電力大學（北京）;2007年

9 劉勝;鈦合金正交切削的溫度場和切削力仿真與試驗研究[D];南京航空航天大學;2007年

10 亓婷;微織構自潤滑刀具的結構設計研究[D];山東大學;2012年

  本文關鍵詞：金屬切削過程仿真及其在斷屑槽性能研究中的應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：398245