单晶铜端面车削过程的三维有限元仿真分析开题报告

1. 研究目的与意义

本课题是为了研究典型塑性材料切削及微切削过程有限元仿真的理论及方法，加深学生对机械加工过程中刀具、工件材料以及切削过程的各种物理现象的理解，培养学生掌握基本的有限元理论知识和有限元软件的使用，以拓宽学生的知识面和提升学生的专业技能。

2. 国内外研究现状分析

1973年,美国伊利诺伊大学的b.e.klamecki最先系统地介绍了金属切削加工中切屑形成的原因，并用三维有限元模型分析了切屑初始阶段的形成原理。

1995年，洪深泽，胡积威和陈建学对15碳钢冷镦粗全过程进行了数值模拟,采用金相分析法研究了微观晶粒的变化情况。

1996年，陈江，娄忆清和徐一耿提出了一个考虑应力状态不同对实际断裂阻力影响的变阻力断裂准则；通过有限元法进行了表面裂纹准静态扩展的模拟计算。

3. 研究的基本内容与计划

本课题是以单晶铜的三维端面车削过程的有限元仿真为例，来使用有限元方法对三维端面车削过程的中的切削力、切削温度和切屑形态进行分析与仿真。

研究计划: 第1周-第2周(熟悉任务，收集资料，了解任务 书和撰写开题报告。

第3周-第6周熟悉有限元软件third wave， 着手为建模准备，通过查阅资料了解材料的特点，切削过程的特点，选择刀具材料，定义刀具各项几何参数。

4. 研究创新点

（1）与cad软件的无缝集成，即在用cad软件完成部件和零件造型设计后，能直接传送到有限元软件中进行分析计算，如果分析结果不满足设计要求则重新进行设计和分析，从而极大的提高了设计水平和效率。

（2）更为强大的网格处理能力。

（3）由求解线性问题发展到求解非线性问题，随着科学技术的发展，线性理论已经远远不能满足设计要求，许多工程问题如材料的破坏与失效、裂纹扩展[21]等仅靠线性理论根本不能解决，必须进行非线性分析求解。