基于有限元理論的金屬切削機理研究

第1章 緒論 1
1．1 金屬切削有限元仿真研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1
1．1．1 金屬切削有限元建模研究現(xiàn)狀 1
1．1．2 金屬切削有限元仿真研究進展 5
1．1．3 金屬切削有限元仿真研究發(fā)展趨勢 8
1．2 本書主要內(nèi)容 9
參考文獻 10
第2章 切削理論基礎(chǔ) 15
2．1 金屬切削變形 15
2．1．1 切屑類型 15
2．1．2 切屑卷曲 17
2．1．3 切削變形規(guī)律 23
2．2 切削力 26
2．2．1 二維切削 26
2．2．2 三維切削 28
2．2．3 切削力變化規(guī)律 30
2．3 切削熱 32
2．3．1 切削熱的產(chǎn)生與傳遞 33
2．3．2 切削熱變化規(guī)律 35
2．4 刀具的失效 38
2．4．1 刀具磨損 39
2．4．2 刀具破損 40
2．4．3 刀具耐用度 41
2．5 已加工表面質(zhì)量 44
2．5．1 表面粗糙度 46
2．5．2 表層硬化 47
2．5．3 殘余應(yīng)力 48
2．6 本章小結(jié) 50
參考文獻 52
第3章 有限元仿真方法 58
3．1 金屬切削模型 58
3．1．1 材料模型 59
3．1．2 幾何模型 60
3．1．3 摩擦模型 62
3．1．4 剪切區(qū)域模型 65
3．2 有限元方法求解步驟 65
3．2．1 基本思想 65
3．2．2 求解步驟 66
3．2．3 分析過程 68
3．3 金屬切削有限元方法 69
3．3．1 拉格朗日有限元方法 70
3．3．2 歐拉有限元方法 71
3．3．3 任意拉格朗日?歐拉有限元方法 71
3．4 有限元建模中的幾個問題 73
3．4．1 分離準則 73
3．4．2 其他準則 77
3．4．3 熱傳導(dǎo)方程 78
3．5 本章小結(jié) 79
參考文獻 80
第4章 金屬切削死區(qū)形成機理研究 83
4．1 引言 83
4．2 刀具形態(tài)有限元仿真 87
4．2．1 有限元模型建立 88
4．2．2 速度場分析 93
4．2．3 應(yīng)力場及溫度場 94
4．2．4 殘余應(yīng)力的分布 96
4．2．5 切削力與進給力 97
4．3 穩(wěn)態(tài)摩擦死區(qū)形成機理 98
4．3．1 切削死區(qū)形成 98
4．3．2 切削速度影響分析 100
4．3．3 穩(wěn)態(tài)摩擦強度 102
4．3．4 有限元網(wǎng)格劃分 102
4．4 動態(tài)摩擦死區(qū)形成機理 104
4．4．1 有限元建模 107
4．4．2 摩擦條件類型 108
4．4．3 靜態(tài)摩擦規(guī)律分析 109
4．4．4 動態(tài)摩擦規(guī)律分析 113
4．5 本章小結(jié) 115
參考文獻 116
第5章 材料硬化對切屑形成影響的研究 122
5．1 引言 122
5．2 材料硬化率幾何模型 124
5．3 拉格朗日有限元模型 126
5．4 非穩(wěn)態(tài)切削條件下有限元仿真研究 128
5．4．1 切屑形態(tài)分析 128
5．4．2 切屑的形成過程 131
5．4．3 材料硬化率分析 131
5．4．4 應(yīng)變場及溫度場 132
5．4．5 應(yīng)力場及溫度場 133
5．4．6 切削力與切削能量 134
5．5 本章小結(jié) 135
參考文獻 136
第6章 切屑鋸齒化程度研究 139
6．1 引言 139
6．2 鋸齒狀切屑形成機理研究 143
6．2．1 有限元模型構(gòu)建 143
6．2．2 鋸齒狀切屑的形成 144
6．2．3 模擬仿真分析 146
6．3 切屑鋸齒化程度與表面質(zhì)量研究 151
6．3．1 切屑鋸齒化程度 151
6．3．2 切屑鋸齒化程度系數(shù) 152
6．3．3 已加工表面質(zhì)量 155
6．4 本章小結(jié) 157
參考文獻 158
第7章 切削潤滑條件對表面質(zhì)量影響研究 161
7．1 引言 161
7．2 二維切削仿真研究 164
7．2．1 二維切削模型與切削形態(tài)分析 164
7．2．2 切削力與切削溫度 166
7．2．3 工件表面應(yīng)力的變化分析 167
7．3 三維切削仿真研究 169
7．3．1 三維切削模型與切屑形態(tài)的對比分析 169
7．3．2 切削力與切削溫度 171
7．3．3 工件表面應(yīng)力的變化分析 173
7．4 本章小結(jié) 174
參考文獻 175
第8章 總結(jié)與展望 178
8．1 總結(jié) 178
8．2 展望 179