单晶铜车削过程切削力的有限元分析开题报告

 2021-08-08 22:14:03

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。

本课题是以典型的金属材料车削过程的温度场仿真为例,来使用有限元方法对切削过程的工件材料表面、刀具表面以及切削力进行分析与仿真。

本课题是为了研究金属材料有限元仿真的理论及方法,加深学生对刀具、工件材料以及切削过程和切削力的理解,培养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学生的专业技能。

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2. 国内外研究现状分析

精密加工已经成为一个国家在国际竞争中取得成功的关键技术,现代技术产品需要高精度制造,同时大多数精密元件的几何精度都要控制在纳米级以内。

因此在纳米尺度内研究金属的切削加工对超精密加工的发展具有重要意义。

有限元方法是较早的超精密加工模拟方法,但是忽略了材料内部的微小元素的影响。

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3. 研究的基本内容与计划

本课题所需运用的知识和技能的要求如下:

(1)有限元基本理论及其软件使用;

(2)有限元仿真系统的建立与关键技术的处理;

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4. 研究创新点

(1)采用有限元软件ABAQUS 进行切削力的仿真分析;

(2)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。同时可以观察到单晶铜切削仿真下切屑的形成过程。

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