SiC颗粒增强铝基复合材料（SiCp/Al）易于工业制备,以其高强度比、高耐磨性、耐热性、高模量和高硬度等优良性能,被广泛应用于航空航天、汽车、电子、运动和医疗设备等主要工业领域。由于SiCp/Al中增强相SiC颗粒（SiCp）的存在,对该材料进行切削加工时刀具磨损严重,且难以获得高的加工表面质量。本研究通过对SiCp/Al车削加工过程的仿真和优化技术进行研究,分析了切削参数对刀具寿命、表面质量的影响,为SiCp/Al切削加工机制和切削参数优化的深入研究提供支持。本论文主要进行了如下研究工作。首先,基于SiCp/Al车削实验数据采用响应面法（RSM）建立了刀具寿命、表面质量和切削力的二阶响应模型,分析了车削加工条件对SiCp/Al刀具寿命、表面质量和切削力的影响。使用方差分析方法（ANOVA）进行了主效应分析,采用等高线图进行了交互式效应评估,并采用期望函数进行了残差分析。分析结果表明,由响应面法预测的刀具寿命、表面质量和切削力与实验结果基本一致,切削深度相比进给量对切削力的影响更大,较高的切削速度能更大程度的降低切削力。其次,建立了考虑SiCp、Al基体和界面层的SiCp/Al本构模型,采用粘聚力模型来描述界面层的本构关系。在内聚单元的基础上,利用自定义材料子程序VUMAT描述了粘聚力模型算法。深入模拟了SiCp相对于切削轨迹的三种不同位置,分析了其中应力与应变的变化。研究表明SiCp在切削过程中承受较大的载荷,且应力集中分布在颗粒顶端。当SiCp正对切削路径时,颗粒的失效模式主要为脆性断裂并发生在切削路径之下,而切削路径上方的颗粒主要表现为从基体中分离的状态。该研究还发现界面层对复合材料切削过程中的应力应变传递有显著性影响,呈现出强化作用。刚性界面模型表明,其增强效果明显优于无界面层的情况;柔性界面模型表明,随着界面厚度的增加,增强效果没有明显变化。再次,提出了一种二维粒子随机分布算法,建立了SiCp/Al切削仿真模型。在ABAQUS界面上,采用Python脚本语言编写了二维粒子随机分布算法,建立了不同粒径、不同体积分数的SiCp/Al试件模型。另外,通过SiCp/Al直角车削过程仿真研究了切屑形成、表面形成、应力分布和切削力的变化过程。在SiCp/Al的切削仿真过程中,考虑了颗粒尺寸分布、切削速度、进给速度、切削厚度、颗粒体积分数和颗粒尺寸等因素的影响。仿真中的三种切削速度都容易产生螺旋形切屑,且随着进给量和切削速度的增加,切屑的卷曲半径增大;SiCp的粒径越大、刀尖圆角半径越小,切屑的卷曲越大。较高的切削速度减缓了裂纹扩展,改善了复合材料的加工表面质量。随着颗粒尺寸的增大,复合材料的切屑逐渐发生带状变化。较大的SiC颗粒尺寸会产生材料内部缺陷,导致切削时产生严重的锯齿形切屑和裂纹,且很容易穿透切屑层。实验结果表明,进给量是影响切削力波动的主要因素。最后,通过对比分析由实验得到的切削力和切屑形态,验证了SiCp/Al切削的有限元仿真模型的有效性,即在保持切削深度不变的情况下,研究了切削速度和进给速度对切削力的影响。仿真结果表明,主切削力和进给阻力均随进给量的增大而增大,这与实验结果一致,且误差均小于10%。本文建立的SiCp/Al切削仿真模型可为进一步深入研究SiCp/Al的切削加工机制和切削参数优化提供支持。