基于ANSYS的金属切削加工过程仿真开题报告

1. 研究目的与意义

金属切削是机械制造行业中最重要的加工工艺，研究切削过程、实现优化切削，无论对传统切削还是对新切削技术均有非常重要的意义。

利用有限元软件对金属切削过程进行模拟仿真，在很大程度上克服了数学模型难以描述、求解困难等问题，同时为避免了过多试验带来的人力物力的高消耗，节约了时间，降低了成本。

ansys软件在我国机械设计与制造、航空航天、交通、化工、能源、电子等行业得到了大量的应用，为各领域的科学研究和产品开发作出了巨大的贡献。

2. 研究内容和预期目标

该毕业设计以经典的弹塑性力学、传热学以及热应力学为理论依据，利用大型的通用有限元软件ansys，建立平面应变二维正交金属切削有限元模型，对切削过程中材料的变形、切削区域应力应变的分布情况、刀具的应力分布情况、热变形过程进行仿真，从计算结果中提取应力应变云图显示工件、刀具的应力应变分布情况，切削区域温度场分布情况，对仿真结果进行分析；并改变切削用量、刀具参数，重新仿真，借此探究不同切削用量、刀具参数对刀具受力、材料变形、切削区域温度场分布的影响规律。

本课题的主要任务是利用ansys软件对金属切削加工过程进行仿真。

本毕业设计的主要内容包括设计说明书、文献翻译、总体设计图纸和15000字以上论文一篇。

3. 研究的方法与步骤

本课题研究的方法是基于材料变形的弹塑性理论，建立了材料的应变硬化模型，采用有限元仿真技术，利用有限元软件ansys，对二维正交金属切削过程中剪切层及切屑的形成进行仿真。

从计算结果中提取应力应变云图显示了工件及刀具的应力应变分布情况，以此对切削过程中应力应变的变化进行了分析。

该方法比传统的实验法更为快捷有效，为金属切削理论研究、材料切削性能研究及刀具产品开发提供了一条新的途径。

4. 参考文献

[1] 陈志刚，金属切削过程及内圆磨削过程有限元仿真，硕士论文，2007[2] 阳平，基于ANSYS金属切削过程数值模拟技术研究，硕士论文，2010[3] 陈志刚,周里群,黄霞春. 基于 ANSYS的金属切削过程有限元仿真, 凿岩机械气动工具, 2007( 1)[4] 朱江新，基于ANSYS的金属切削过程模拟，制造业自动化，2010（11）[5] 张军峰，金属切削过程的有限元数值模拟，机械工程与自动化，2013（4）[6] 张洪才，ANSYS14.0 工程实例解析与常见问题解答，机械工程，2013（4）

5. 计划与进度安排

1、开学第一周周三前(2022年3月4日)自学ansys有限元分析内容，熟悉金属切削加工过程仿真的技术背景和发展前景，交英文翻译、开题报告和完善毕业设计任务书内容。

2、开学第二周周三前(2022年3月11日)以经典的弹塑性力学、传热学以及热应力学为理论依据，建立平面应变二维正交金属切削有限元模型、、提交总体结构设计方案；3、第三周周三前(2022年3月18日)，毕业设计说明书框架结构。

（研究背景，现状，意义，总体方案，设计内容，结论等）4、第七周周三前(2022年4月15日)提交毕业设计图纸第一稿。