复合材料三维圆周铣削过程的有限元仿真开题报告

1. 研究目的与意义

复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方法组成具有新性能的材料。

金属基复合材料以金属或合金为基体相材料，颗粒、纤维为增强相材料，利用粉末冶金、压力铸造等制备方法得到的复合材料。

其中，颗粒增强型铝基碳化硅复合材料是一类典型的金属基复合材料，其强度高、热变形小、尺寸稳定性好、耐磨耐疲劳等特点是传统材料无法媲美的。

2. 国内外研究现状分析

我国企业在有限元仿真与实践相结合方面较为薄弱，往往选定不同的加工参数和刀具，反复试切，通过实践的方法优选出合适的加工参数和刀具，这种方法耗时耗力，且要求操作者有丰富的经验，同时试切过程中需要耗费大量的材料和刀具，增加了成本。

随着仿真技术的发展，计算机模拟已逐渐成为探索切削加工的过程的重要手段，并且有限元仿真还能直观地得到实验时无法测量的中间结果，对深入理解切削过程，制定科学的工艺流程效果显著。

目前，切削过程有限元仿真分为二维和三维两个方面。

3. 研究的基本内容与计划

1.本课题主要内容为复合材料三维圆周铣削过程的有限元仿真，研究得到：复合材料切削过程的切削力曲线、切屑的形成及形态、温度场分布等仿真结果，并对典型复合材料切削过程中的不同物理现象做理论分析；2.详细介绍课题的目的和意义、切削仿真方法和复合材料的研究现状、课题的主要研究内容等；3.根据复合材料切削过程切削仿真的特点，合理的选择刀具材料、刀具前角、后角、切削用量等参数并阐明选用原因；4.材料的材料本构模型为剪切失效模型，简述其作用机理；5.合理的选用切屑分离准则并阐明选用原因，并对不同分离准则的优缺点做理论分析。

6. 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

建立新型的铝基碳化硅圆周铣削过程的三维有限元仿真模型，研究切削力、切削温度、应力、应变、残余应力分布等。