钛合金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。

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。

2. 国内外研究现状分析

计算机技术的飞速发展使利用三维有限元仿真方法研究车削加工工艺过程和各种参数之间的关系成为可能，并逐渐成为国内外专家学者研究的主要手段与主流方向。

建模仿真研究可以提供直观的动态过程、更精确的数据参数，以优化工艺、提高精度和效率、合理选用刀具。

3. 研究的基本内容与计划

本课题是以钛合金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。

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

通过数值仿真得到切削过程中的切削力、应力、应变、切屑、刀具温度等数值，对切削参数及刀具进行DOE研究和刀具磨损研究，以及基于切削力、温度等仿真数值对NC程序进行优化。

对提高切削效率，延长刀具寿命和提高加工精度具有实际意义。