高速切削锯齿形切屑形成过程的有限元模拟研究

"高速切削锯齿形切屑形成过程的有限元模拟" 本文详细探讨了在高速切削过程中，利用有限元模拟技术(Finite Element Simulation, FES)研究锯齿形切屑形成的过程。作者专注于ABAQUS这一有限元分析软件在切削仿真中的应用，该软件被广泛用于复杂工程问题的数值模拟。在高速切削高温合金时，建立精确的有限元模型至关重要，因为它可以帮助预测切削行为和优化加工参数。 文中提到了几个关键的模型和理论基础。首先，采用了Johnson-Cook热粘塑性材料本构模型，这是一种描述金属材料在高温和高应变率下的力学行为的模型，它考虑了温度、应变速率和塑性应变对材料性能的影响。其次，利用剪切损伤切屑分离准则，来判断切屑与刀具之间的分离条件，这是确定切屑形态的关键因素。最后，使用刀屑界面粘结-滑移混合摩擦模型，以模拟刀具与切屑接触时的复杂摩擦状况。 通过对不同切削参数（如切削速度、刀具前角和切削厚度）的系统性研究，作者发现这些参数对锯齿形切屑的形成有显著影响。切削速度增加会加剧切屑的锯齿化程度，同时影响切削力和绝热剪切带内的等效塑性应变。刀具前角的变化则影响切屑与刀具接触的角度，进而影响切屑形态和切削力。切削厚度的增减会影响切屑的厚度和形状，以及与刀具的相互作用。 通过将模拟结果与实验数据进行对比分析，研究者验证了所建立的有限元模型的准确性。这不仅为理解和预测高速切削过程中的切屑形态提供了理论依据，也为优化切削工艺参数、提高加工质量和效率提供了指导。 关键词涉及高速切削、有限元模拟、锯齿形切屑、高温合金、本构模型和切屑分离准则，强调了这些要素在研究中的核心地位。此外，文章还引用了相关的分类号和文献标识码，表明其在学术领域的专业性和权威性。 这篇研究深入探讨了高速切削条件下，如何运用有限元方法对锯齿形切屑形成过程进行模拟，揭示了切削参数与切屑形态之间的关系，对于提升高速切削工艺的控制精度和理解切削机理具有重要意义。