颗粒增强金属基复合材料具有良好的力学性能,但由于存在增强颗粒,其加工起来比较困难。超声振动切削技术在切削难加工材料方面显示出优势,但关于颗粒增强金属基复合材料的振动切削加工研究,更多的偏向于宏观实验研究。本研究的目标是,从细观层面上明确颗粒增强金属基复合材料的振动切削机理,这对于进一步优化加工工艺具有重要的指导意义。通过分析颗粒强化理论及颗粒增强复合材料的复合制备原则,确定了颗粒增强相的几何参数。基于颗粒增强复合材料有限元模拟理论,分析了各相材料的特性尤其是界面的特征和性能,对几何和网格模型进行了合理简化。讨论了颗粒的分布方式对模型的影响,确定了颗粒增强复合材料正交切削几何模型。此外,基于切削仿真理论,确定了工件的材料模型以及损伤失效模型等。基于Python语言,对ABAQUS前处理过程进行了二次开发,实现了参数化地快速建模。研究了能使颗粒具有体分比可变、尺寸可变,颗粒分布随机且无交叉等特点的算法。建立了能合理地反映材料的应力应变分布情况,及多种加工工况(颗粒在切削路径的上、中、下位置)的有限元模型。通过给颗粒定义与基体相同的材料属性,降低了模型验证成本,并实现了基于同一几何模型,观察增强颗粒加入后的切削机理变化情况的目的。通过设计振动切削实验,验证了建模方法的合理性,并基于其研究了颗粒增强金属基复合材料的振动切削机理。分别研究了增强颗粒及振动冲击作用的加入,对工件材料的切削力、已加工表面质量、应力的传递和起始裂纹的产生的影响。揭示了“应力倾向于在’颗粒对’之间传递”这一应力传递机制,及“振动切削能使颗粒周围基体瞬间产生起始裂纹,进而切断部分应力在’颗粒对’之间传递的’通道’,造成裂纹尖端应力集中而加速裂纹扩展”的振动切削机理。充分利用这一特性,结合颗粒的参数(体积分数、颗粒大小)优化加工工艺参数,是未来重要的研究方向之一。