ABAQUS非稳态切削仿真实例 1

本次切削采用拉格朗日准则+失效准则的方法建立切削仿真。下面就分为几个部分分别介绍一下建模要点以及注意事项！

1.建模

建模过程其实没什么说的，就是一个工件，一个刀具，工件在这里就采用普通的长方形，刀具为了考虑磨损的影响，设置了一定的磨损量。为了后面定义接触和材料方便，在此采用网格划分后的creat mesh part模型。

2.材料定义

虽然在此处没有分离线的，但是这里在定义材料属性的时候，应该为其中一层网格定义失效准则。材料定义都很简答，包括弹性模量，泊松比，热膨胀系数，热传导率，比热，密度等常规量，而且应该基于JC 塑性流动准则，定义工件的塑性，至于内部参数的具体含义，我在上个讲座已经阐述的比较清楚，在此不再多说。本次仿真模拟采用的是shear damage，因为切削材料是52100，其JC damage当然也可以采用，在此只是强调一种方法而已，而且shear damage是和基于一个实验和温度相关的，从而使得结果的仿真更加符合实际。

3.装配

这个我想大家都会的，就是根据你的切削用量，确定工件和刀具的相对关系，然后调整刀具和工件就可以了。

4.设置分析步

这个大家应该也不陌生，就是选择动态热力耦合分析步就行了，当然也可以采用绝热分析，绝热情况下更有利于锯齿切屑的形成，但是由于本次仿真就是难加工材料，而且仿真容易产生锯齿，为了更好模拟切屑的形成，本次采用热力耦合分析步进行切削仿真分析，在输出步记住选择所输出的内容，而且要注意一定勾选state一栏，因为在此我们采用的是拉格朗日+失效准则，设置这个能够看到最终失效的网格。

5.接触的定义

在此接触的定义是非常关键的一个环节，如果定义不当，很容易出现问题，为了更好地仿真切削过程，在此仅建立三个接触关系，即后刀面与切削层和前刀面与切屑层（此处指可能产生切屑的层）以及切屑的自接触，由于此处是整体建模，比基于分离线，切屑，工件的模型，大大简化了切削的接触设置，而且仿真中发现切削过程的摩擦和刀具工件以及切屑之间的面传导率对最终切屑的形成具有重要影响，因此本次仿真结合试验，采用摩擦系数0.35，并且后刀面和工件，前刀面和切屑均建立面面热传导率，而且根据文献分别设置了相应的热流分配系数。

6.施加约束和载荷

约束和载荷也没什么，和上次讲解差不多，就是限制工件下部和左边的约束，然后给刀具施加一定的速度就行了，同时施加初始温度场，有些人可能最终得不到温度场的变化，有可能是你就没有设置初始温度场，或者你没有设置好产热途径，而且在此注意单位制，如果你的单位制是mm，t，MPa的话，那么你施加的速度将是mm/s，所以要经过换算的，而且如果你的速度感觉特别大，应该采用幅值加载，在前一个讲座中已经讲解非常清楚，在此不再多说了！

7.划分网格

划分网格时注意虽然此处不设置分离线，但是我们在中间一层定义了失效准则，所以对网格划分有一定要求，可以采用标准的结构性网格划分方法，而且从其中的切屑分离位置处

向两边设置梯度种子，这样可以保证分离层处具有足够的网格密度，可以同时兼顾正确性和效率，对刀具可以设置较大的网格吗，这样可以保证运算速度。

8.提交分析计算

这个更简单，只要会用软件的应该都会用这个，然后进行相关的输出就行了！在此，输出一些结果如下所示！