SiCp/Al复合材料是一类颗粒增强型金属基复合材料,它具有比强度高、热变形小、尺寸稳定性好、导电性能良好、高温下耐磨损耐疲劳、不吸湿、不老化和化学性能稳等优点。因此该材料在航空航天、汽车、电子封装、体育器材和医疗器械等行业有着广泛的应用。但是在切削加工中高强度的增强相SiCp颗粒使得刀具的磨损严重,颗粒的断裂、拔出等现象造成了已加工表面质量的严重下降。这一系列的问题亟需解决。应用有限元仿真的方法对加工过程进行仿真可以为问题的解决提供一种有效而又低成本的方法。目前,国内外对该材料加工过程的仿真已经逐渐展开,但是基础性的问题一直没有得以很好的解决。本文使用大型有限元仿真软件ABAQUS对SiCp/Al复合材料进行多种形式的建模仿真,并对相关结果给予了验证。主要研究内容如下:1、建立适用于本研究中SiCp/Al复合材料的Johnson-Cook本构关系方程。进行了一系列的基础材料试验,包括准静态压缩试验、分离式霍普金森压杆试验和准直角自由切削试验等,对Al6063基体和多种体积分数的SiCp/Al复合材料的静态和动态力学性能进行了研究。最终归纳得出适用于该材料的J-C本构方程。2、应用ABAQUS软件,建立多种类型的三维模型(等效均质模型、tie联结模型和粘性单元联结模型),对材料进行动态压缩仿真。研究了颗粒增强型金属基复合材料的力学性能增强机制,并将仿真结果与试验结果进行对比,从所建立的三种模型中最能精确表现材料力学性能的一种,即等效均质模型。3、分析了铣削仿真中的关键技术,包括:工件建模、铣削模型选择、材料失效准则、切屑分离准则和分离方式以及刀-屑接触和摩擦模型等。建立了考虑刀具细节、切削厚度不等的三维铣削模型,并进行了仿真。对仿真结果中铣削力和工件材料应力场分布进行了分析。4、分析了铣削过程中切削厚度周期性变化和耕犁效应的问题,并以此采集了多种体积分数SiCp/Al复合材料铣削加工的试验数据。研究了切削三要素对铣削力的影响,并将其与仿真结果进行了对比。