武汉理工大学：Abaqus刀具切削仿真教程——热力耦合有限元建模详解

本篇文章主要介绍了如何利用ABAQUS进行基于真实物理原理的刀具切削仿真，该仿真方法由武汉理工大学的研究团队开发并应用于金属切削加工领域。ABAQUS是一款功能强大的数值模拟软件，它支持线性静力学、动力学、热传导学的分析，以及非线性和瞬态问题的处理，甚至能够进行多体动力学研究。 文章首先概述了Abaqus的功能，强调其在切削过程中的应用价值，包括但不限于模拟刀具的温度传导、工件材料的热力耦合，以及简化假设，如假设刀具为刚体、忽略温度变化导致的金相组织变化等。为了构建精确的模型，作者强调了零件的独立绘制，以便赋予不同的材料特性和接触属性，以及对每个零件原点位置的准确设置。 网格划分是仿真过程中的关键步骤，文章详细指导了如何进行自适应网格划分。对于刀具（TOOL）和切屑（CHIP）部分，作者分别介绍了网格种子的分布、单元形状的选择、元素类型的配置，以及网格划分的执行流程。对于零件的分离线和工件的网格划分，采用了相似的方法，但针对具体形状进行了特定控制。 在网格划分完成后，生成网格零件是下一步骤。通过菜单选择“创建网格部件”，并为每个部分命名，如TOOL-MESH，以方便后续的力学分析。此外，文中还提及了如何赋予材料属性，包括创建材料、设置参数、分配截面和管理截面与部件的关联。 这篇教程提供了一个完整的基于ABAQUS的刀具切削仿真流程，涵盖了模型建立、网格划分、材料属性设定等多个环节，为工程师们理解和实践金属切削过程的数值模拟提供了详尽的指导。通过使用这种方法，可以更好地理解和优化切削过程中的温度分布、力分布等关键参数，从而提升生产效率和产品质量。