基于ABAQUS的二维正交高速切削热—力耦合分析

作     者：郭奇亮 鲁家旭 王鹏云 吴艺明 时建纬 Guo Qiliang;Lu Jiaxu;Wang Pengyun;Wu Yiming;Shi Jianwei

作者机构：郑州大学机械与动力工程学院 

出 版 物：《工具技术》 (Tool Engineering)

年 卷 期：2024年第58卷第6期

页      面：97-103页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主　　题：二维正交切削 J-C模型 高速切削 热力耦合 

摘      要：采用ABAQUS非线性有限元分析软件,建立2024铝合金材料正交切削有限元模型,结合Johnson-Cook材料本构关系和剪切失效准则仿真模拟切屑的形成,对切削速度(240~360m/min)、切割角度(-6°~6°)与切削力、切削温度、Von-Mises屈服应力以及应力分布的关系进行仿真分析。结果表明:Von-Mises屈服应力取决于材料本身的性质,与切削速度和切割角度无关;切削速度从240m/min提高至360m/min时,对切削力几乎没有影响,切削的最高温度逐渐增大,工件材料接近切削区的表面温度逐渐降低,第Ⅱ变形区的切屑应力逐渐减小,第Ⅰ变形区的范围呈减小趋势;切割角度在-6°~6°内每减小6°时,切削力与切削的最高温度分别约增高7.305%和21%,已加工表面的残余应力层的深度逐渐增大,切屑的温度与应力分布沿剪切面逐渐呈条带状分布。