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1、2015年4月機床與液壓Mav2015第43卷第9期MACHINET0OL＆HYDRAULICSVo1．43No．9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．09．045航空鈦合金切削過程有限元數值模擬分析徐建新，頊航(中國民航大學航空工程學院，天津300300)摘要：切削加工過程模擬的實質是采用有限元方法求解非線性問題的過程。建立了鈦合金構件切削有限元模型，其切屑分離準則是以材料損傷理論為基礎確立的；利用已有的研究成果，構建了求解切削溫度場和切削力的有限元模型；利用有限元軟件ABAQUS／Explicit進行模型建立、材
2、料輸入、部件裝配、局部細分網格、運動仿真等；通過對鈦合金切削過程的仿真計算得到切削溫度、切削力等的一般規(guī)律。結果表明：模擬結果與實際生產結果相符合。關鍵詞：鈦合金構件；切削加工；切削力；切削溫度中圖分類號：TG51文獻標志碼：A文章編號：1001-3881(2015)9—158—4FiniteElementNumericalSimulationAnalysisofTitaniumAlloyCuttingProcessXUJianxin．XUHang(CollegeofAeronauticEngineering，CivilAviationUniver
3、sityofChina，Tianjin300300，China)Abstract：Thesimulationofthecuttingprocessissubstantiallytousefiniteelementmethod(FEM)tosolvenonlinearproblems．ThefiniteelementmodelofTitanium(Ti)al10ycomponentsmillingprocesswasestablished，andtheruleofchipseparationwasdeter-minedbasedonmateriald
4、amagetheory．Byusingtheresearchresultsofothersproposed，thefiniteelementmodelwasconstructedtosolvethecuttingtemperaturefieldandcuttingforce．ThefiniteelementsoftwareABAQUS／Explicitwasusedtoconductmodeling，ma—terialinputs，partsassembly，localsubdivisionmeshandmotionsimulation，andet
5、c．Thecommonrulesbetweencuttingtemperature，forceandcuttingparameterswerederivedthroughsimulationandcalculationforcuttingprocessofTialloy．Theresultsshowthatthesimulationresultsareconsistentwiththeactualproductionresults．Keywords：Titaniumcomponents；Cuttingprocess；Cuttingforce；Cut
6、tingtemperature0前言得到切屑，使得工件在短時間內發(fā)生較大的彈塑性變鈦合金被稱為現代金屬。因為它比熱強度高、抗形。與此同時由于工件受力不均勻，其各處的應變和腐蝕性好以及熱傳導系數低，因此廣泛應用于工業(yè)生溫度等變化梯度很大，因此選擇合適的本構模型尤為產中如航空、航天、化工等。但是由于在切削過程關鍵。中其變形系數小、切削溫度高、冷硬現象嚴重等缺當前常用的塑性材料本構模型主要有Bodner—Pa—ton、Follansbee-Kocks、Johnson—Cook、Zerrilli—Armstrong點，屬于一種難加工材料，為了保證質量，在切
7、削等模型，其中Johnson—Cook模型描述材料高應變速過程中需要反復試切才能得到合適的加工參數。這需率下熱黏塑性變形行為。應變硬化、應變速率硬化和要研究人員具有豐富的實踐經驗，配備足夠數量的車熱軟化效應是材料在高應變速率下的主要表現。床及刀具，增加了生產成本。計算機技術的快速發(fā)展Johnson-Cook模型公式為：使得仿真技術在切削實驗中得到廣泛應用。仿真模型的建立是成功實現仿真的關鍵因素，合理有序的建模才能更好地反映實質并有效指導生產實踐。=+Bs×1+cn()】×文中應用大型有限元軟件——ABAQus／Explicit，根據模擬鈦合金正交金
8、屬切削的結果，綜合分析鈦合[1一(等門金切削過程中溫度場、切削力隨切削變量變化的規(guī)式中：’為參考應變速率；為材料熔點，為參
