钛合金三维钻削加工的有限元仿真分析开题报告

1. 研究目的与意义

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。

世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。

第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的ti-6al-4v合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75%～85%。

2. 国内外研究现状分析

在董经达，李晓舟（4）等人关于切削刃钝圆半径对微切削过程的影响的论文中就使用了有限元去分析所研究的课题。

切削刃钝圆半径会影响微切削的轮廓误差、尺寸效应、最小切削厚度和切削比能等参数。

在进行有限元分析前先进行了建模与仿真，其中在建模时将三维模型转化为二维模型，从而降低了计算机的硬件要求，提高了效率，值得学习。

3. 研究的基本内容与计划

1. 本课题主要内容为钛合金三维钻削加工的有限元仿真，要求得到：钻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，并对典型脆性材料切削过程中的不同物理现象做理论分析；2.前言内容应包括：课题的目的和意义、切削仿真方法的研究现状、课题的主要研究内容等；3.根据塑性材料钻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，钻削过程的特点，选择刀具材料，定义刀具各项几何参数。

4. 研究创新点

我们可以看出有限元分析在解决金属或非金属材料时的优点及其对传统方法缺陷的弥补。

通过这几篇论文同样学习了如何利用有限元分析去模拟计算金属切削的过程与注意点和好的方法。

其中在有限元切削模型的建立过程中一般有以下几步：（1）几何模型的建立（2）网格的划分（3）切削分离准则（4）摩擦模型的建立（5）磨损模型的设立 在建立完模型后得到钻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，并对典型脆性材料切削过程中的不同物理现象做理论分析。