一种基于二维仿真切削的网格特殊处理办法制造技术

本发明专利技术公开了一种基于二维仿真切削的网格特殊处理办法，包括如下步骤，在Abaqus绘图软件中建立工件模型和刀具模型；分割工件建立切屑层；建立损伤层；分割切屑层，做出网格优化的基线；根据被加工工件的材料特性，设置被加工工件材料参数；建立分析步；为工件划分网格；对刀具模型进行网格划分；对刀具二维有限元模型与工件二维有限元模型的接触属性进行设置，选择面—面接触，根据被加工工件的材料设置摩擦系数；设置工件二维有限元模型及刀具二维有限元模型的边界条件；运行技术模型并保存。该基于二维仿真切削的网格特殊处理办法，相对于现有ALE仿真方法，其仿真时间约减少25％，且仿真结果中网格基本呈现规则化，单元删除量少，切削力输出平稳。切削力输出平稳。切削力输出平稳。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二维仿真切削的网格特殊处理办法


[0001]本专利技术属于机械加工
，具体为一种基于二维仿真切削的网格特殊处理办法。

技术介绍

[0002]金属切削过程的研究若单纯依靠实验手段，不仅耗时耗力，且要配备高精度的实验仪器和检测仪器作为支撑。近年来，随着计算机技术和软件技术的发展，有限元仿真技术在切削过程研究中得到越来越广泛的应用。经过仿真分析，可降低分析成本和时间。但由于切削仿真属于显示分析，属于网格大变形的情况，仿真速度受制于电脑硬件的好坏，一般情况下我们采用优化模型结构和优化网格的方式提高仿真速度和仿真准确性。
[0003]网格划分是有限元分析中的核心技术，对于复杂的模型来说，网格划分占据整个有限元分析前处理的大部分数据，而且网格划分的质量也直接影响到计算的效率和精度。有限元网格生成方法可以分为五种：拓扑分解法、结点连接法、网格模板法、映射法和几何分解法，可根据不同情况使用不同的方法进行网格划分。正交切削加工过程的有限元仿真，刀具和工件的几何模型相对简单，但由于金属切削加工过程伴随着高温、高压、高应变率的塑性大变形，会产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二维仿真切削的网格特殊处理办法，其特征在于：包含如下步骤，S1：在Abaqus绘图软件中建立工件模型和刀具模型，所述工件模型选用矩形工件，具体刀具参数包括前角γ1、后角α、刀尖圆弧半径r、刀具高度g、宽度h，将刀具设置为刚体；S2：分割工件建立切屑层，绘制一条直线A1，该直线平行于矩形工件上边界，且和矩形工件上边界的距离为a，分割完成，矩形工件被直线A1分割后的上半区为切屑层，下半区为基体；S3：建立损伤层，在步骤S2基础上，绘制一条直线B1，该直线平行于矩形工件的上边界，且和矩形工件上边界的距离为b，b<a，所述直线A1到直线B1之间的区域为损伤层；S4：分割切屑层，做出网格优化的基线，选择切屑层左下角一点为起点，矩形工件上边界的任意一点为终点，绘制一条斜线C1，斜线C1与切屑层左边界角度为γ2，使用相同的方式在切屑层右侧绘制一条与斜线C1平行的斜线D，将斜线C1和斜线D作为网格优化的基线；S5：根据被加工工件的材料特性，设置被加工工件材料参数，所述材料参数包括被加工工件材料的密度、杨氏模量、泊松比、熔点、热传导率、热膨胀系数、比热、非弹性系数和确定的切削用量，材料模型选用Johnson
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Cook(J
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C)本构模型，其中的损伤演化内的破坏位移值设置为最小网格尺寸的1
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1.5倍，设置工件和刀具截面的平面应力应变数值为0.3，式中，σ为等效应力、A为初始屈服应力、B为材料应变强化参数、ε为等效塑性应变、n为硬化参数、C为材料应变率强化参数、&为等效塑性应变率、ε0为材料的参考应变率、m为材料热软化指数、T
m
为融化温度、T
r
为参考温度；S6：建立分析步，采用温度
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位移耦合分析步，建立一个分析步，对切削力参数及切削温度等参数进行输出；S7：为工件划分网格，其中刀具二维有限元模型设置为以四边形为主的自由...

【专利技术属性】
技术研发人员：宦海祥，张可，徐九华，徐文强，霍福松，濮建飞，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：