二维金属切削应力场和温度场的数值模拟

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本文在直角自由切削过程分析的基础上,讨论了金属切削过程中的弹塑性变形理论和温度场理论,详细分析了屈服准则、强化准则、流动准则、金属切削传热模型、接触类型等问题,并利用有限元的基本思想,建立了直角自由切削应力场和温度场的有限元模型,进行了状态非线性、材料非线性和几何非线性的热力耦合分析,重点研究了切屑分离标准的确定、表面接触类型的处理等问题。基于大型有限元软件ANSYS平台,通过数值仿真技术,将直角自由切削过程的应力场和温度场精确而生动地模拟出来。在此基础上分析了金属切削过程切屑的形成过程,从而得到了金属切削过程初始状态和稳定状态的应力场和温度场分布。通过对数值模拟结果和试验结果的比较,在前刀面和剪切面上温度分布具有相同的趋势,验证了数值模拟的可行性。
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