钛合金外圆车削过程的三维有限元仿真分析开题报告

全文总字数：1231字

1. 研究目的与意义

采用有限元法来模拟切削过程不但克服了传统的实验方法的费时、费用昂贵的缺点，还可以从模拟结果中得出许多实验难以得到的材料力学特性和物理特性，如：加工工件表面和切屑的温度场分布、应力分布、应变分布和残余应力分布等。

本课题是以钛合金外圆车削过程的有限元仿真为例，来使用有限元方法对三维外圆车削中的切削力、切削温度和切屑形态进行分析与仿真。

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

我国海绵钛和钛加工材的产能己经跃居世界第一位，但与发达国家相比，在技术水平和高端应用上仍存在较 大差距。

综述我国航空用钛合金的技术研究现状，提出未来钛合金发展应从综合性能优化、规格品种齐全、应用规 模扩大、规范标准完善、考核验证数据充分等方面提高主干钛合金技术成熟度，按体系发展原则，建立航空用钛合 金材料系列，实现产业结构升级、技术成熟度提升、减能增效、低成本制造及扩大用量等产业化应用目标。

国外钛工业主要集中在美国、俄罗斯和日本三个国家。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1.切削刃钝圆半径对微切削过程的影响；2.准高速加工钛合金时刀具轨迹对切削力的影响；3.切削速度的变化对切削力的影响规律；4.切削深度单因素仿真试验；5.端面车削的特点。

研究计划：1.熟悉任务，收集资料，了解任务 书和撰写开题报告。

2.熟悉有限元软件third wave， 着手为建模准备，通过查阅资料了解塑性材料的特点，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

advantedge fem有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。

它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的（较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件（如结构的平衡条件），从而得到问题的解。

因为实际问题被较简单的问题所代替，所以这个解不是准确解，而是近似解。