基于Ansys的金属切削过程分析研究详解.docxVIP

PAGE II 江苏科技大学 本 科 毕 业 设 计（论文） 学 院 机电与汽车工程学院 专 业 机械电子工程 学生姓名 周华兵 班级学号 1145523238 指导教师 邱小虎 二零一五年六月 江苏科技大学本科毕业论文 基于Ansys的金属切削过程分析研究 Research on metal cutting process based on Ansys 江苏科技大学本科毕业设计（论文) PAGE VI 摘要 本文通过对金属切削过程进行深入的理论分析，以材料变形的弹塑性有限元理论为基础，建立了45号钢材料的正交切削有限元分析模型，借助大型商业有限元软件ANSYS强大的大变形分析功能，对45号钢材料正交金属切削过程进行了模拟分析。对切削过程中的两个重要部分：应力场、温度场进行模拟分析。由于在现有的ANSYS软件中，用于切削过程分析中的直接热结构耦合单元较少，且分析过程大多不稳定，难度较大，在本文中分别采用不同的单元类型和分析类型将应力和热分开分析，得到更稳定直观的分析结果。在应力场分析中，讨论了工件的残余应力、残余应变、切削过程中工件、切屑、刀具的应力分布，以及工件与切屑的接触类型，切削分离等问题。在温度场分析中，单独考虑工件与刀具的接触类型，为相对滑动，因此建立了两者的滑动摩擦分析模型，通过模拟切削过程中的摩擦生热，分析了工件和刀具在切削过程中的温度场分布。通过对金属切削过程的模拟研究，能得到直观的变量数据，对深入研究切削机理、设计和选用相关的切削工艺参数提供重要的理论指导和参考依据。 关键词：ANSYS；金属切削；有限元；应力场；温度场 Abstract Metal cutting process is theoretically analyzed in the paper，Based on the elastic-plastic finite element theory of material deformation，The FEA model of the orthogonal cutting of 45 steel materials is established，With the large commercial finite element software ANSYS powerful large deformation analysis function，A simulation analysis of the orthogonal metal cutting process of the 45 steel material is carried out.Two important parts of cutting process: stress field and temperature field simulation analysis.Because of the existing ANSYS software, the direct thermal structure coupling unit is less, and the analysis process is mostly unstable, and it is difficult to process.In this paper, the stress and heat of different element types and analysis types are separately analyzed, and more stable and intuitive results are obtained.In the analysis of stress field, and discusses the workpiece residual should force, residual strain, cutting in the process of workpiece and cutting chip, tool stress distribution, and the workpiece and chip contact type, the cutting separation.In the temperature field analysis, the contact types of