醉染图书金属切削过程有限元技术9787030468598

序言

前言

章 金属切削过程基本规律及研究方法 1

1.1 切削运动和切削用量 1

1.2 切削变形区 2

1.3 切屑的形成 3

1.3.1 切屑的形成过程 3

1.3.2 切屑的类型 4

1.3.3 研究切屑的方法 5

1.4 切削力 6

1.4.1 切削力的来源 7

1.4.2 影响切削力大小的主要因素 7

1.4.3 切削力的研究方法 8

1.5 切削热和切削温度 9

1.5.1 切削热的产生和传出 10

1.5.2 影响切削温度的主要因素 10

1.5.3 切削热和切削温度的研究方法 11

1.6 已加工表面质量 12

1.6.1 已加工表面粗糙度 13

1.6.2 表层材质变化 14

1.6.3 已加工表面质量的研究方法 15

1.7 本章小结 16

参考文献 16

第2章 金属切削过程有限元技术 18

2.1 有限元法的基本思想 18

2.2 有限元法的一般分析流程 18

. 有限元分析的基本步骤

2.4 有限元分析的基本设

2.5 有限元分析计算成本估计和结果评价 25

2.6 有限元技术在金属切削研究中的应用 26

2.6.1 金属切削研究中常用的有限元分析软件 26

2.6.2 有限元技术在金属切削过程中的应用 28

2.7 本章小结 30

参考文献 30

第3章 基于Abaqus的金属切削过程有限元 32

3.1 前处理 32

3.1.1 部件模块 34

3.1.2 属模块 37

3.1.3 装配模块 40

3.1.4 分析步模块 41

3.1.5 相互作用模块 42

3.1.6 载荷模块 43

3.1.7 网格模块 44

3.2 模型的提交与运算和后处理 46

3.2.1 模型的提交与运算 46

3.2.2 后处理 48

3.3 基于Abaqus的金属切削过程应用实例 49

3.3.1 Module：Part（部件） 50

3.3.2 Module：Property（创建材料属） 52

3.3.3 Module：Assembly（装配） 58

3.3.4 Module：Step（分析步） 59

3.3.5 Module：Mesh（网格） 61

3.3.6 Module：Interaction（接触） 64

3.3.7 Module：Load（载荷） 68

3.3.8 Module：Job（作业） 69

3.3.9 Module：Visualization（后处理） 70

3.4 本章小结 74

参考文献 75

第4章 金属切削加工常用的本构模型 76

4.1 切削过程金属变形分析 76

4.1.1 切削金属材料变形的物理质 76

4.1.2 切削过程中材料的塑变形 78

4.2 弹塑材料本构模型 79

4.2.1 幂函数形式的本构方程 79

4.2.2 Johnson-Cook本构方程 80

4.. Zerilli-Armstrong本构方程 80

4.2.4 Bodner-Parton本构方程 81

4.2.5 常用本构模型的应用和对比 81

4.3 Johnson-Cook本构方程参数及其求解过程 81

4.4 淬硬钢准静态压缩试验 86

4.4.1 Cr12MoV模具钢的材料属 6

4.4.2 试验设备选择和试验试样的制备 87

4.4.3 准静态压缩试验结果分析 88

4.5 Cr12MoV模具钢的动态力学能试验 88

4.5.1 霍普金森压杆试验原理 89

4.5.2 霍普金森压杆试验 89

4.5.3 霍普金森压杆试验结果 91

4.6 Johnson-Cook本构模型系数分析 93

4.7 材料本构参数对锯齿形切屑形成影响的分析 96

4.7.1 锯齿形切屑的表征 96

4.7.2 材料本构参数的分析 99

4.8 本章小结 101

参考文献 101

第5章 Abaqus网格及接触摩擦处理技术 103

5.1 网格划分技术 103

5.1.1 网格种子 103

5.1.2 网格单元 105

5.1.3 网格划分技术分类及举例 112

5.1.4 网格划分问题处理 114

5.2 接触属设置技术 116

5.2.1 定义接触面 116

5.2.2 设置接触对 118

5.3 接触属 120

5.3.1 切向接触 121

5.3.2 法向接触 122

5.3.3 热传递 122

5.3.4 热生成 122

5.4 刚体约束 1

5.5 本章小结 124

参考文献 124

第6章 基于Abaqus的稳态切削过程 125

6.1 二维稳态切削过程 125

6.1.1 模型的转化 125

6.1.2 有限元模型的建立 125

6.1.3 切屑的形成过程 127

6.1.4 应力场分析 128

6.1.5 切削温度分析 128

6.1.6 不同刀具参数对切削力的影响分析 129

6.1.7 结果验 131

6.2 三维稳态切削过程 132

6.2.1 有限元模型的建立 133

6.2.2 切屑的形成过程 133

6.. 切削力分析 134

6.2.4 切削温度分析 134

6.2.5 结果验 135

6.3 本章小结 136

参考文献 136

第7章 基于Abaqus的非稳态切削过程 138

7.1 非稳态切削实现段 138

7.1.1 Abaqus/Explicit显式算法 138

7.1.2 动态分析程序设置 138

7.1.3 稳定 139

7.1.4 Abaqus/Explicit中的单元失效模拟 139

7.1.5 有限元模型的质量放大 140

7.1.6 准静态分析过程中的质量放大 141

7.2 二维非稳态切削过程 143

7.2.1 有限元模型的建立 143

7.2.2 切屑的形成过程 144

7.. 不同刃口对切削力的影响分析 144

7.2.4 不同刃口对切削温度的影响分析 145

7.2.5 不同刃口对已加工表面残余应力影响分析 146

7.2.6 结果验 147

7.3 非稳态切削过程三维有限元 147

7.3.1 有限元模型的建立 148

7.3.2 切屑的形成过程 148

7.3.3 锯齿形切屑形成过程的温度场分析 149

7.3.4 切削力的历程输出 149

7.4 本章小结 150

参考文献 150

第8章 基于Abaqus 的三维铣削过程 11

8.1 建立成形铣刀几何模型 151

8.2 建立有限元模型 151

8.2.1 材料及刀具特 151

8.2.2 有限元模型建立的过程 152

8.3 切屑的形成过程 162

8.4 铣刀结构对铣削力的影响 163

8.4.1 铣刀齿数对铣削力的影响 163

8.4.2 铣刀螺旋线旋向对铣削力的影响 165

8.4.3 铣刀等齿距与不等齿距对铣削力的影响 166

8.5 铣削试验与结果分析 167

8.5.1 试验条件 167

8.5.2 单因素试验设计 168

8.5.3 铣刀齿数对铣削力及振动的影响 169

8.5.4 铣刀螺旋线旋向对铣削力及振动的影响 170

8.5.5 铣刀等齿距与不等齿距对铣削力及振动的影响 171

8.6 有限元结果精度的验 173

8.7 本章小结 174

参考文献 174

第9章 切削过程刀具磨损的有限元 16

9.1 刀具磨损形式 176

9.1.1 正常磨损 176

9.1.2 正磨损 177

9.2 刀具磨损过程 177

9.2.1 初期磨损 178

9.2.2 正常磨损 178

9.. 剧烈磨损 178

9.3 刀具磨损研究 179

9.3.1 PCBN刀具磨损机理研究 179

9.3.2 切削条件对刀具磨损影响的研究 182

9.3.3 刀具磨损对切削过程影响的研究 184

9.4 刀具磨损的预测 189

9.4.1 刀具磨损率模型的选择 190

9.4.2 基于有限元法刀具磨损计算程序设计 191

9.4.3 计算前、后刀面节点位移 197

9.4.4 更新刀具几何形状 199

9.5 本章小结 199

参考文献 200

0章 基于Abaqus的参数化建模及切削工艺优化 201

10.1 Abaqus的二次开发简介 201

10.1.1 Abaqus二次开发语言及途径 203

10.1.2 Python语言在Abaqus 中的应用 203

10.2 切削过程有限元参数化建模 206

10.2.1 参数化技术概述 206

10.2.2 自定制切削参数化界面的实现 206

10.. Abaqus中切削模型参数化的实现步骤 207

10.3 基于有限元的切削工艺优化控制研究 212

10.3.1 优化算法介绍 212

10.3.2 切削优化设的学模型 216

10.3.3 Abaqus与iSIGHT联合技术 218

10.3.4 切削工艺优化及试验验 221

10.4 本章小结 224

参考文献 224

1章 有限元软件结果对比 226

11.1 Deform介绍 226

11.1.1 Deform主要功能介绍 226

11.1.2 Deform-2D、Deform-3D介绍 227

11.1.3 Deform主窗口介绍 228

11.1.4 Deform的特分析

11.2 Third Wave AdvantEdge介绍

11.2.1 Third Wave AdvantEdge主要功能介绍

11.2.2 Third Wave AdvantEdge主要窗口介绍

11.. Third Wave AdvantEdge主要模块 240

11.2.4 Third Wave AdvantEdge的特分析 251

11.3 二维切削过程模型的建立 251

11.3.1 二维切削过程 21

11.3.2 二维切削过程结果的比较 252

11.4 三维切削过程模型的建立 254

11.4.1 三维切削过程 2

11.4.2 三维切削过程结果的比较 255

11.5 本章小结 257

参考文献 257