二维切削模拟：铝合金A357模型装配与Johnson-Cook材料模型应用

标题"模型装配-二维切削模拟"主要关注的是二维切削过程中的模型构建和仿真，特别是铝合金A357切削加工的有限元模拟。在这个特定的领域，作者重点讨论了如何通过Assembly模块进行模型装配，导入未经变形的切屑零件，并设定合适的坐标系统。 在模型装配中，首先需要将未变形的切屑零件，如CHIP-MESH零件，调入到有限元分析软件的Assembly模块中。创建实例时，用户会选择所需零件并在预览图像中确认，然后应用该零件，装配体的坐标原点默认设置为网格零件的坐标原点。后续导入的零件也会保持与其原点的重合，确保装配的准确性。 模型建立在一系列假设基础上，例如刀具被视为刚体且锋利，仅考虑温度传导；忽略因温度变化导致的金相组织变化和其他化学反应；工件材料假设为各向同性；振动效应不计入；以及在切削厚度方向上采用平面应变假设。这些假设简化了模拟过程，但必须确保在实际应用中它们能够反映实际情况的近似程度。 核心部分是关于材料模型的选择和使用，特别是Johnson-Cook本构模型。该模型是描述材料在动态条件下的力学性质，即流动应力与应变、应变率和温度的关系。在金属切削加工中，材料本构模型至关重要，因为它决定了材料在大变形和高温下的行为，如应变硬化、应变速率硬化和热软化效应。Johnson-Cook模型因其对高应变速率下材料热粘塑性变形的精确描述，成为首选。 模型中还提到，切削过程中的材料响应是非均匀的，因此选择能够反映应变、应变速率和温度对材料流动应力影响的本构方程至关重要。常见的塑性材料本构模型如Bodner-Paton、Follansbee-Kocks、Johnson-Cook和Zerrilli-Armstrong，其中Johnson-Cook模型因其全面性而在切削仿真中扮演了关键角色。 总结来说，这个模型装配-二维切削模拟着重于通过有限元方法模拟铝合金A357的切削加工过程，强调了材料模型选择的重要性，特别是Johnson-Cook模型在模拟高应变速率热塑性变形方面的应用。同时，装配和坐标设置对于准确模拟切削过程中的几何和力学行为不可或缺。