基于耦合欧拉拉格朗日方法（ CEL）的振动切削研究

IMECH-IR > 流固耦合系统力学重点实验室

	基于耦合欧拉拉格朗日方法（ CEL）的振动切削研究
英文题名	The research of metal cutting under tool vibration based on CEL method
	陈相宇
导师	马维
	2016
学位授予单位	中国科学院大学
学位授予地点	北京
学位类别	硕士
学位专业	材料工程
摘要	金属高速切削是一种重要的加工成型工艺，已经成为机械制造业中运用最广泛的基础加工技术。为了得到良好的加工效果，要求在加工过程中刀具和工件组成的切削系统具有稳定而精密的特点。在实际切削过程中刀具与工件组成的系统难以避免会产生振动现象，振动对工件精密加工带来严重挑战，这就需要科研工作者对切削过程中振动现象展开深入研究。以往对振动切削的研究主要集中在理论和实验方面，由于高速切削涉及到高应变，高应变率以及高温等机理，是一个复杂的材料非线性问题，纯粹的理论研究一方面需要大量而繁杂的公式推导，另一方面需要大量的假设来简化问题的复杂性，往往理论结果与实验结果偏差较大；大量的切削实验不仅需要高额的经费而且会消耗大量时间与精力。所以对于振动切削需要寻找一种有效的研究方法，随着计算机技术高速发展，对振动切削的有限元模拟已经成为一种有效的研究手段，传统的切削有限元技术（例如 Lagrange 方法， Euler 方法等）受限于分离线，网格严重畸变以及复杂网格运动算法等问题，难以有效模拟切削过程中振动现象。本文基于 ABAQUS 平台提出了一种耦合欧拉-拉格朗日切削有限元模型（ CEL），该方法在克服了网格畸变，分离线等关键问题的同时也提高了数值计算效率；该方法在没有网格重划分算法的前提下，由完全的塑形流动实现材料分离。因此，基于 CEL 有限元模型，振动切削可以得到有效的模拟，基于 CEL 方法，本文对金属切削过程进行大量的模拟研究，研究振动情况下切屑形貌、切削力、加工表面质量、以及振动对连续状切屑向锯齿状切屑转变的影响，为实际切削过程中振动问题提供一定的科学依据。
索取号	31338
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/59423
专题	流固耦合系统力学重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	陈相宇. 基于耦合欧拉拉格朗日方法（ CEL）的振动切削研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2016.

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201663153120.pdf（4636KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文