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。
本课题是以含杂质塑性材料车削过程的切削力仿真为例，来使用有限元方法对切削过程的切削力进行分析与仿真。
加深对刀具、工件材料以及切削过程的理解，掌握基本的有限元理论知识和有限元软件的使用，以拓宽知识面和提升专业技能。
2. 国内外研究现状分析
目前国内对切削过程的有限元仿真技术进行了大量的研究，如2014年齐鲁工业大学的硕士杨小波在切削的刀具上做研究，他进行了如下的研究工作：1)建立了氧化铝基纳米复合陶瓷刀具切削二维有限元参数化模型，并基于此模型生成了不同几何参数氧化铝基纳米复合陶瓷刀具热力耦合切削程序，对整个切削过程不同的变形区进行了应力应变分析，对刀具进行了应力场分析及温度场分析； 2)根据氧化铝基纳米复合陶瓷刀具切削过程中应力场和温度场的分析，对刀具几何参数进行了优化分析； 3)选择不同的切削速度，对刀具在加工45钢的磨损程度进行有限元分析。
国外的研究状况更是突飞猛进。
1960年以后,大量的学者开始将切削过程中的摩擦、高应变率、加工硬化和切削温度对工件加工精度的影响考虑到金属切削的模型进去,这样使得对金属切削仿真计算的结果与实际的测量数据更加接近,增进人们对金属切削机理的认识，近年来,有限元方法现已成为金属切削过程模拟的主要工具,与其他传统方法相比,它大大提高了金属切削仿真结果的准确性。
3. 研究的基本内容与计划
本课题对学生所学知识和技能的要求如下：1.了解有限元基本理论及babaqus软件使用；2.刀具各项几何参数的模型；3.刀具材料的选择及特点；4.了解含杂质单晶铜材料的特点；5.分析车削过程的特点。
第1周至第2周(3.2-3.15)熟悉任务，收集资料，了解任务书和撰写开题报告。
第3周至第6周(3.16-4.12)熟悉abaqus软件，为建模准备，查阅资料了解单晶铜材料的特点，切削过程的特点，定义刀具各项几何参数。
4. 研究创新点
（1）含杂质塑性材料有限元切削仿真。
（2）采用有限元软件ABAQUS 进行切削力的仿真分析；（3）对有限元模型进行实际的计算，并得到关于应力、应变、温度场分布等具体结果，将这些结果与已有的实验数据进行比较。
