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基于ansys的切削加工受力分析 基于ansys的切削加工受力分析

格式:word 上传:2022-06-25 17:04:19

《基于ansys的切削加工受力分析》修改意见稿

1、“.....李黎明有限元分析实用教程清华大学出版社,张朝晖结构分析工程应用实例解析机械工业出版社,陈志刚,周里群基于的金属切削过程有限元仿真凿岩机械气动工具,张春来金属斜角切削过程的数值仿真机床与液压,仇亚萍,黄俐军,冯立飞基于的有限元网格划分方法机械管理与开发,张春来,黄斌软件中优化技术在刀具切削中的应用安徽水利职业技术学院学报,李国和,王敏杰,段春真基于的金属切削过程有限元模拟农业机械学报......”

2、“.....软件提供的分析类型有结构静力分析结构动力学分析结构非线性分析动力学分析热分析电磁场分析流体动力学分析声场分析压电分析等类,软件主要包括三个部分前处理模块,分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了个强大的实体建模及网格划分工具,用户可以方便地构造有限元模型。的前处理模块主要有两部分内容实体建模和网格划分分析计算模块包括结构分析可进行线性分析非线性分析和高度非线性分析流体动力学分析电磁场分析声场分析压电分析以及多物理场的耦合分析,可模拟多种物理介质的相互作用......”

3、“.....也可将计算结果以图表曲线形式显示或输出。应用提供的立体问题单元对力学问题进行模拟分析是我们的课题中将采用的主要方法。对于有限单元法的解法而言,从求解问题的性质上可以归结为三类,即独立于时间的平衡问题或稳态问题特征值问题依赖于时间的瞬态问题。这三类问题,从方程自身性质考虑,还存在对应的非线性情形,非线性可以是由材料性质,变形状态和边界接触条件引起的,分别成为材料几何边界非线性。求解非线性有限元问题的算法研究主要有以下几种采用方法或修正方法等将非线性方程转化为系列线性方程进行迭代求解,并结合加速方法提高迭代收敛的速度。采用预测校正法或广义中心法等对材料非线性本构方程进行积分,决定加载过程中材料的应力应变的演化过程。采用广义弧长法等时间步长控制方法和临界点搜索识别方法,对非线性载荷位移的全路径进行追踪。采用拉格朗日乘子法罚函数法或直接引入法,将接触面条件引入泛函......”

4、“.....最后应指出,由于有限元法解题的规模越来越大,为了缩短解题的周期,基于并行计算机和并行计算软件系统的有限元并行算法,近年来得到很大发展。作为优化产品研发流程的仿真技术及软件的开发者和革新者,公司年月日发布新版本。我们的对切削加工的受力问题的研究将在平台下开展。本课题研究的内容和意义本课题的总体思路是通过大型有限元分析软件来模拟金属切削过程并分析该过程中刀具的应力,应变场变化,进而得出刀具受力的边界条件,以此为基础对刀具的应力场进行有限元分析,并对刀具的几何参数进行虚拟化设计。在熟练掌握金属切削原理,有限元法基本理论,弹塑性变性理论及所能熟练操作软件的前提下应用的前处理建立金属切削的有限元模型对切削过程进行分析应用后处理提取计算结果,对切削过程的应力场变化进行分析研究。在有限元分析技术日趋成熟的今天,本课题研究的意义在于将这项较为成熟的技术引入到切削加工的研究与开发上来......”

5、“.....与传统研究相比较有限元分析技术更为经济,高效,完善,精确,而且研究的广度和深度都有所发展。切削加工受力分析的求解过程定义单元类型本文在中工件选择号钢,查材料手册得相关数据弹性模量,泊松比。刀具选用类硬质合金,查材料手册得相关数据刀具的弹性模量为,泊松比为。刀具采用前角,后角,切削厚度为进行切削。工件选用单元,刀具选用单元。按照上述方法,可再建立号摩擦接触对。求解准备和施加约束边界条件设置分析类型设置分析类型为静态分析图选择分析类型为暂态求解控制设置弹出下图所示对话框,进行参数设置。图参数设置对话框将整个求解过程分为个载荷步,设置为小位移约束,并且显示所有载荷步的求解结果。施加约束边界条件对刀具的顶面施加方向的位移约束,约束作用距离为零。对刀具的侧面施加位移为的约束。对工件底部施加全约束,工件右侧面施加方向的约束,约束作用距离为零......”

6、“.....下面进入求解步骤。求解分析耐心等待十几秒,当出现时,则求解完成。图求解完成结果后处理进入后处理器,按载荷步分别查看个的应力分布情况。弹出选择分析载荷步选择对话框,分别选择从第步到第五步的应力分布图。图读取载荷步对话框图读取第载荷步图读取第二载荷步图读取第三载荷步图读取第四载荷步图读取第五载荷步求解结果分析由图知,在靠近切削刃的应力具有最大值,在前刀上,有效应力从切削刃处开始急剧下降,后刀面上的有效应力下降较为缓慢。在刀尖附近应力最大,工件整个受力情况较为均匀。由于刀尖部位为最大应力点,由此可知刀具破坏的主要形式为刀尖和刀刃破坏,因此选用高强度刀片材料对于增加刀具强度是十分必要的。由于切削过程中会产生高温......”

7、“.....因此当温度和应力达到定水平时,在应力最大处就可能产生刀刃点蚀以及刀具材料塑性变形,使加工精度难以保证,为此必须调整切削参数以降低应力,以保证刀具在稳定的切削状态下工作。此外,由于刀尖部位应力最大,磨损严重,将直接影响加工质量,因此需要及时检查刀具状况并进行刀具补偿。以上述分析为理论依据,即可在切削加工中正确选择和使用刀具,合理调整切削参数。为了更清楚地说明应力集中处的应力分布状况,还可利用沿应力最大处的纵切面表面节点作切片,以显示截面应力变化曲线。由于本文分析的车刀结构较简单,故从略。谢辞在本毕业设计承蒙王占奎和付素芳老师的认真指导和热心帮助,特别是在星期天节假日指导老师放弃休息时间,耐心地辅导我们,才使我在本次毕业设计得以按规定的时间顺利的完成,我们指导老师丰富的实践经验和渊博的知识以及严谨负责的认认真真工作态度已经深深的印在我的脑海里了,对我影响很大......”

8、“.....使我能够对机械设计基本知识能够认真学习并得到提高对有关设计资料进行有效的查阅在运用软件时能够融会贯通。总之在整个设计过程中指导老师给予我了充分耐心的指导,在此我向指导老师以及曾帮助过我的同学表示真诚的感谢,参考文献张朝晖结构分析及实例解析机械工业出版社,邓凡平有限元分析自学手册人民邮电出版社弹出定义单元对话框选择单元,然后单击选择。图定义工件模型为号图定义刀具模型为号定义材料属性数据根据查表所得的工件和刀具的材料属性数据来定义。对号材料模型输入弹性模量,泊松比分别为和,对二号材料模型分别输入弹性模量和泊松比为和,再对二号模型输入摩擦系数弹出定义材料属性对话框图定义工件的弹性模量和泊松比图定义刀具的弹性模量和泊松比图定义摩擦系数创建模型创建关键点将所要画的切削模型的平面图关键点的坐标求出,然后逐个输入到中图定义第个关键点图已定义的所有的关键点通过关键点创建线段弹出关键点拾取菜单......”

9、“.....图关键点拾取菜单图拾取关键点生成成的直线由直线生成面通过连成的直线生成平面图拾取直线生成的平面由平面拉伸成体弹出沿法向拉伸的对话框,输入拉伸距离为,选择面生成立体模型图法向拉伸对话框图拾取面生成的体划分网格将定义的单元类型和材料模型赋予工件在弹出的对话框中将号单元赋予号工件材料模型,将号单元赋予号车刀模型。图将定义的材料模型和单元类型赋予工件图将定义的材料模型和单元类型赋予刀具用智能划分进行网格尺寸控制图智能尺寸划分网格划分图网格划分的结果创建摩擦接触对在刀具切削工件的过程中,主要的摩擦发生在切屑底层与前刀面的摩擦和后刀面与已加工表面的摩擦。所以在模型中创建两对接触对。生成组元弹出的选择对象对话框。选择对象为所有的面,从所有面中拾取刀具的后刀面,再拾取其上所有节点生成组元......”

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