ABAQUS金属切削实例步骤
ABAQUS技术报告
铝合金7050-T7451切削加工有限元模拟0 引言金属切削加工有限元模拟，是一个非常复杂的过程。
这是因为实际生产中，影响加工精度、表面质量的因素很多，诸如:刀具的儿何参数、装夹条件、切削参数、切削路径等。
这些因素使模拟过程中相关技术的处理具有较高的难度。
本文建立的金属正交切削加工热力耦合有限元模型是基于以下的假设条件：（1）刀具是刚体且锋利，只考虑刀具的温度传导;（2）忽略加工过程中，由于温度变化引起的金相组织及其它的化学变化; （3）被加工对象的材料是各向同性的；（4）不考虑刀具、工件的振动；切削过程涉及到弹性力学，塑性力学以及损伤力学等相关学科领域，初学者在使用ABAQUS做切削分析时，很难对材料属性（material property）的施加。
即使是方法正确、操作正确，也得不到比较满意的结果。
材料参数的选择，好的失效准则的使用，都可能使结果发生很大的偏差。
1.1 建立部件（本文采用的统一单位：N, MPa, mm, s, ºC, J 软件版本：6.10-1）注意单位问题，ABAQUS中保证单位链封闭就行。
启动ABAQUS，选择环境栏Module中的Part选项，单击工具区的Creat Prat 选项1.1.1 创建工件3D模型在弹出的对话画框中，Name栏输入workpiece，Approximate size栏输入50，其余默认，单击Continue，弹出创建部件对话框。
在随后出现的草图中，绘制一个长4mm，宽2mm的矩形。
单击鼠标中键，弹出Edit Base Extrusion对话框，在Depth栏中填入2，单击OK，工件模型建立完成，如图1、2。
图1工件草图图2工件成型图1.1.2 创建刀具3D模型单击工具区Creat Prat选项，在弹出的对话画框中，Name栏输入tool，Approximate size栏输入50，其余默认，单击Continue，弹出创建部件对话框在随后出现的草图中，绘制如图所示刀具草图，刀具前角为10°，后角为6。
abaqus金属材料曲线拟合
abaqus金属材料曲线拟合（原创版）目录1.Abaqus 金属材料曲线拟合简介2.Abaqus 曲线拟合的步骤3.Abaqus 金属材料曲线拟合的应用案例4.Abaqus 曲线拟合的优点与局限性正文一、Abaqus 金属材料曲线拟合简介Abaqus 是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，尤其在金属材料曲线拟合方面具有较高的知名度。
金属材料曲线拟合是指在 Abaqus 中通过实验数据对材料本构模型进行参数优化，从而获得更符合实际的模型。
这一过程对于金属材料的强度、刚度、疲劳等性能分析具有重要意义。
二、Abaqus 曲线拟合的步骤1.准备数据：首先需要收集金属材料的实验数据，如拉伸、压缩、剪切等试验数据。
2.创建材料模型：在 Abaqus 中创建金属材料的本构模型，包括弹性模量、泊松比等基本参数。
3.设定边界条件和加载：设定材料的边界条件和加载情况，如拉伸或压缩等。
4.运行仿真：运行 Abaqus 仿真，得到金属材料的应力 - 应变曲线。
5.曲线拟合：利用 Abaqus 的曲线拟合功能，通过最小二乘法等方法对实验数据和仿真结果进行拟合，得到更精确的材料模型。
6.分析结果：分析拟合后的材料模型，如强度、刚度等性能指标。
三、Abaqus 金属材料曲线拟合的应用案例1.金属材料的屈服强度和屈服应变分析；2.金属材料的极限强度和极限应变分析；3.金属材料的疲劳寿命分析；4.金属材料的蠕变行为分析。
四、Abaqus 曲线拟合的优点与局限性1.优点：Abaqus 曲线拟合功能可以提高材料模型的精度，使仿真结果更接近实际，有助于工程设计和优化。
2.局限性：曲线拟合的过程中，参数的选择和初始设定对拟合结果有一定影响，可能需要多次尝试和调整。
abaqus金属材料曲线拟合
abaqus金属材料曲线拟合摘要：一、引言二、abaqus金属材料曲线拟合的背景与意义三、abaqus金属材料曲线拟合的方法与步骤1.准备数据2.确定拟合模型3.设定参数4.运行拟合5.分析结果四、abaqus金属材料曲线拟合的应用案例1.案例一2.案例二五、总结与展望正文：一、引言在工程领域中，对金属材料的性能进行研究和分析是至关重要的。
abaqus 是一款强大的有限元分析软件，可以用于解决金属材料的各种问题，如应力、应变、屈服强度等。
然而，在实际应用中，金属材料的性能数据通常呈现出非线性特征，需要通过曲线拟合的方法进行处理。
abaqus提供了丰富的曲线拟合工具，可以有效地处理这类问题。
本文将详细介绍abaqus金属材料曲线拟合的相关内容。
二、abaqus金属材料曲线拟合的背景与意义金属材料的性能数据通常受到许多因素的影响，如温度、加载速率、材料成分等。
这些因素可能导致金属材料的性能数据呈现出非线性特征。
曲线拟合是一种广泛应用于数学、物理和工程领域的技术，可以用来描述这种非线性关系。
abaqus金属材料曲线拟合可以帮助工程师更好地理解金属材料的性能，为工程设计和优化提供依据。
三、abaqus金属材料曲线拟合的方法与步骤1.准备数据：在进行曲线拟合之前，首先需要收集和整理金属材料的性能数据。
这些数据通常包括应力、应变、温度等参数。
2.确定拟合模型：根据金属材料的性能数据特点，选择合适的拟合模型。
abaqus提供了多种拟合模型，如多项式拟合、指数拟合、对数拟合等。
3.设定参数：根据拟合模型，设定相关参数，如幂指数、截距等。
这些参数将影响拟合结果的准确性和可靠性。
4.运行拟合：在abaqus中，运行曲线拟合命令，将数据和参数输入到软件中，进行拟合计算。
5.分析结果：拟合完成后，对拟合结果进行分析，检查拟合曲线的准确性和可靠性。
如果需要，可以对拟合参数进行调整，以获得更好的拟合效果。
四、abaqus金属材料曲线拟合的应用案例1.案例一：某工程师需要研究一种新型金属材料在高温下的应力应变关系。
abaqus切削仿真注意问题
abaqus切削仿真注意问题
划分网格时，需要切削部分需要划分网格密集一些，单元类型选
择Explicit温度-位移耦合。
装配时道具与零件不能紧挨着。
分析步：第一步分析步采用动力，温度—位移，显式分析步。
在场输出中一定要选择 状态/场/用户/时间中的状态，不然没有切
削产生。
在创建相互作用时，要先在刀具上设置一个参考点，通过参考点
把刀具设置成刚体。
要对切削物体网格密集处建立表面集合，对刀具建立表面集合，
然后通过集合建立接触关系。
在创建的相互作用关系中创建接触，主要有切向行为，法向行为，
热传导和生热。
创建边界条件初始条件将底面固定，然后第一步通过参考点赋予
刀具速度。
再对所有部件创建一个结点集赋予温度，即创建温度的预定义场
abaqus金属材料曲线拟合
abaqus金属材料曲线拟合摘要：1.Abaqus 金属材料曲线拟合简介2.Abaqus 曲线拟合的流程3.Abaqus 金属材料曲线拟合的应用实例4.Abaqus 曲线拟合的优点与局限性正文：一、Abaqus 金属材料曲线拟合简介Abaqus 是一款广泛应用于各种工程领域中的有限元分析软件，其强大的功能可以协助工程师解决复杂的问题。
在金属材料领域，Abaqus 的曲线拟合功能可以对实验数据进行精确分析，从而为工程师提供可靠的理论依据。
二、Abaqus 曲线拟合的流程Abaqus 曲线拟合的流程主要包括以下几个步骤：1.准备数据：首先需要收集实验数据，这些数据通常包括应力、应变等。
2.创建材料模型：根据实验数据，创建金属材料的本构模型。
3.设定边界条件：设定模型的边界条件，如温度、应变等。
4.进行仿真：利用Abaqus 软件进行仿真计算，得到一系列数据。
5.曲线拟合：利用Abaqus 的曲线拟合功能，对实验数据和仿真数据进行拟合，得到更精确的材料性能曲线。
三、Abaqus 金属材料曲线拟合的应用实例Abaqus 金属材料曲线拟合在许多领域都有广泛的应用，例如：1.在金属材料的研发中，通过曲线拟合可以更准确地得到材料的性能参数，从而指导材料的设计和生产。
2.在金属结构的设计中，通过曲线拟合可以得到材料的应力- 应变曲线，从而确保结构的安全性。
3.在金属加工过程中，通过曲线拟合可以优化加工工艺，提高加工效率。
四、Abaqus 曲线拟合的优点与局限性Abaqus 曲线拟合的优点主要表现在：1.可以对复杂的实验数据进行精确分析，得到可靠的材料性能曲线。
2.可以为金属材料的设计、生产和加工提供理论依据。
然而，Abaqus 曲线拟合也存在一些局限性，例如：1.对实验数据的质量要求较高，如果实验数据存在误差，可能会影响拟合结果的准确性。
abaqus金属材料曲线拟合
abaqus金属材料曲线拟合摘要：一、曲线拟合在Abaqus中的重要性1.定义和背景2.在金属材料分析中的应用二、Abaqus金属材料曲线拟合方法1.基本原理2.操作步骤a.导入数据b.选择拟合方法c.设定参数d.运行拟合e.分析结果三、Abaqus金属材料曲线拟合实例1.实例介绍2.操作过程3.结果分析四、Abaqus金属材料曲线拟合的局限性与扩展1.局限性2.扩展方向正文：一、曲线拟合在Abaqus中的重要性在金属材料的性能研究中，曲线拟合是一个重要的环节。
通过拟合实验数据，我们可以得到材料的各种性能参数，进而指导材料的设计和应用。
Abaqus 作为一款强大的有限元分析软件，提供了丰富的曲线拟合功能，可以方便地处理金属材料的数据。
二、Abaqus金属材料曲线拟合方法1.基本原理Abaqus中的曲线拟合基于最小二乘法，通过最小化拟合函数与实际数据之间的误差，得到最佳拟合曲线。
用户可以根据需要选择不同的拟合方法，如线性拟合、二次拟合等。
2.操作步骤a.导入数据：首先需要将实验数据导入Abaqus，可以通过Excel或其他格式文件进行导入。
b.选择拟合方法：根据实验数据的特性，选择合适的拟合方法。
例如，对于线性关系，可以选择线性拟合；对于非线性关系，可以选择二次拟合或多项式拟合。
c.设定参数：根据拟合方法，设置相关参数，如线性拟合需要设置截距和斜率；二次拟合需要设置二次项系数等。
d.运行拟合：设定好参数后，启动拟合计算。
Abaqus会自动完成拟合计算，并生成拟合曲线。
e.分析结果：拟合完成后，可以通过Abaqus提供的可视化工具查看拟合结果，分析拟合曲线的拟合程度以及材料性能参数。
三、Abaqus金属材料曲线拟合实例以某金属材料的应力-应变曲线拟合为例，首先将实验数据导入Abaqus，选择线性拟合方法，设定截距和斜率参数，然后运行拟合。
拟合完成后，分析拟合结果，得到材料的弹性模量。
四、Abaqus金属材料曲线拟合的局限性与扩展Abaqus的曲线拟合功能在处理金属材料数据时具有较高的准确性和便捷性，但拟合方法有限，可能无法适应所有材料特性的拟合需求。
基于ABAQUS的金属切削过程模拟
基于ABAQUS的金属切削过程模拟
朱江新;夏天;范威
【期刊名称】《工具技术》
【年(卷),期】2011(45)5
【摘要】基于ABAQUS系统强大的大变形分析功能,对A6061铝合金材料的正交切削过程进行了有限元模拟分析。
讨论了切削过程中切削层内部应变场和工件中残余应力的分布,分析了不同参数对切削力、残余应力的影响。
模拟结果与切削试验数据相互吻合。
【总页数】3页(P50-52)
【关键词】数值模拟;金属切削;ABAQUS;自适应网格;分离准则
【作者】朱江新;夏天;范威
【作者单位】广西大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG506
【相关文献】
1.利用ABAQUS模拟不同模态下的金属切削过程 [J], 齐康;闫昊;陈祥瑶
2.基于ABAQUS的金属切削过程温度分析 [J], 陈燕青
3.基于ABAQUS的40CrNi4Mo1V稳态切削过程有限元模拟 [J], 李增勋;张贺清;王艳超;谭小舰;刘庆君;陈峰
4.基于ABAQUS的金属切削数值模拟分析 [J], 黄素霞;李河宗;崔坚;马希青
5.基于ABAQUS的金属切削过程中刀具温度场模拟研究 [J], 阳启华;杜茂华;蒋志涛
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abaqus二维切削结论 -回复
abaqus二维切削结论-回复Abaqus二维切削结论一、引言二维切削是机械加工中常见的一种加工方法，通过刀具对工件进行旋转切削，形成所需的形状和尺寸。
为了研究切削过程的力学行为和切削效果，数值模拟成为了一种有效的方法。
本文以ABAQUS为工具，通过建立切削仿真模型，探讨了二维切削的几个关键问题，包括切削力分布、变形情况以及表面粗糙度等方面的结论。
二、建模与参数设定在进行数值模拟前，首先需要建立切削仿真模型。
本文选择了位于切削区域中央的工件，刀具的旋转轴垂直于工件表面。
刀具被视为圆柱体，工件则被视为一个具有特定尺寸的矩形块。
在模型参数设定方面，我们将切削速度设定为固定值，同时假设切削过程中没有冷却和润滑，切削过程中产生的热量不会被有效地带走。
这样可以更加清晰地观察切削过程的力学行为。
三、切削力分布切削力是切削过程中最为重要的参数之一，对于工件表面的损伤情况有直接的影响。
通过数值模拟，我们可以得到切削力在刀具与工件接触面上的分布情况。
根据模拟结果，我们观察到切削力在刀具接触点处达到最大值，并且向着刀具的边缘逐渐减小。
这是因为在刀具接触点处，切削速度最大，而在刀具边缘则为零，导致切削力分布呈现出这样的形态。
四、变形情况在切削过程中，工件会发生一定的变形，特别是对于某些材料而言，切削过程中会引起材料的弹塑性变形。
通过数值模拟，我们可以观察到工件在切削过程中的变形情况。
根据模拟结果，我们发现切削过程中工件表面出现了一定的弯曲。
这是由于切削力的作用下，工件受到了一定的弯曲载荷，导致工件发生了一定的形变。
同时，我们还可以观察到切削过程中工件表面的位移情况，这些位移主要是由于工件在切削过程中受到的切削力的作用。
五、表面粗糙度表面粗糙度是切削加工最直观的参数之一，就是工件表面的不平整程度。
通过数值模拟，我们可以对切削过程中的表面粗糙度进行预测。
根据模拟结果，我们可以得到工件表面的高度分布情况。
我们可以看到，在切削过程中，工件表面产生了一定的波状起伏。
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背景介绍：切削过程是一个很复杂的工艺过程，它不但涉及到弹性力学、塑性力
学、断裂力学，还有热力 学、摩擦学等。同时切削质量受到刀具形状、切屑流
动、温度分布、热流和刀具磨损等影响，切削表面的残余应力和残余应变严重影
响了工件的精度和疲劳寿命。利 用传统的解析方法，很难对切削机理进行定量
的分析和研究。计算机技术的飞速发展使得利用有限元仿真方法来研究切削加工
过程以及各种参数之间的关系成为可能。近年来，有限元方法在切削工艺中的应
用表明，切削工艺和切屑形成的有限元模拟对了解切削机理，提高切削质量是很
有帮助的。这种有限元仿真方法适合于分析弹塑性大变形问题，包括分析与温度
相关的材料性能参数和很大的应变速率问题。ABAQUS作为有限元的通用软件，
在处理这种高度非线性问题上体现了它独到的优势，目前国际上对切削问题的研
究大都采用此软件，因此，下面针对ABAQUS的切削做一个入门的例子，希望初 学
者能够尽快入门，当然要把切削做好，不单单是一个例子能够解决问题的，随着
深入的研究，你会发现有很多因素影响切削的仿真的顺利进行，这个需要自己去
不 断探索，在此本人权当抛砖引玉，希望各位切削的大神们能够积极探讨起来，
让我们在切削仿真的探索上更加精确，更加完善。
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切削参数：切削速度300m/min，切削厚度0.1mm，切削宽度1mm
尺寸参数：本例作为入门例子，为了简化问题，假定刀具为解析刚体，因为在切
削过程中，一般我们更注重工件最终的切削质量，如应力场，温度场等，尤其是
残余应力场，而如果是要进行刀具磨损或者涂层刀具失效的分析的话，那就要考
虑建立刀具为变形体来进行分析了。
工件就假定为一个长方形，刀具设置前角10°，后角6°，具体尺寸见INP文件。
下面将切削过程按照ABAQUS的模块分别进行叙述，并对注意的问题作出相应的
解释。
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建模：建模过程其实没有什么好注意的，对于复杂的模型， 我一般用其他三维
软件导入进来，注意导入的时候尽量将格式转化为IGES格式，同时要把一些不
必要的东西去掉，比如一些尖角，圆角之类的，如果不是分析那 个部位的应力
集中的话就没必要导入它，如果导入，还要进行一些细化，大大降低了计算的效
率。我一般做的是二维切削，模型相对比较简单，所以一般都是直接在 ABAQUS
中进行建模。由于此处为刚体，要在part里面建立刚体参考点，而且注意不要
在装配模块建立参考点，因为有时候ABAQUS找不到装配模块相 应的参考点。
第二步定义材料参数，在这个阶段要注意的问题是要把参数定义全，尤其是你要考虑什么，
要计算什么，比如你要考虑热应力，那你就要定义热膨胀系数，你要考虑 刀具的温度场，
你就要定义刀具的密度，热导率，比热容等，这部分最终要的是关于工件塑性的问题，现在
切削大部分用的都是J-C模型，一方面它全面考虑了热 硬化，热软件等多种效应，另一方
面可以通过霍金普森实验比较容易确定，因此广泛应用于现代切削加工的塑性模型中。下面
针对这个模型做简单介绍。J-C模型 的式子我就不再输入了，相信每一个做切削的人应该都
知道的，分为三个部分的乘积，分别代表了热硬化，热软化和温升效应，运用这个模型的时
候，参数根据实验 输入即可，在定义的时候，有个参考应变率，这个一定记住是做实验时
候的参考应变率，所以有时候不同的参考应变率，拟合的参数A,B等可能是不同的，因此，
在选择模型的时候一定要注意参考应变率和实验的参考应变率相对应，这样你所得的参数才
是准确的。在定义材料参数时，要注意别忘了定义非弹性热系数，这个参 数将决定你的塑
性产热，如果你发现自己的切削温度场不对，很大程度上是因为没有定义这个参数。另外还
有一个非常重要的问题，单位一定要统一，不然你的计算 肯定会出错，记住mm-t-MPa，
其他自己推一下就行。
第三部装配模块，这个没啥说的，就是把你自己工件的刀具的相对位置确定一下就行了。先
通过Instance part建立工件和刀具的装配模型，然后通过translate instance调整工件和刀具
的位置，尽量保证工件和刀具充分接近，但是不要产生干涉，工件和刀具如果如果太远，刀
具空走的路程会长，容易产生一些振动 什么的，如果太近，产生干涉，影响刀具和工件的
正确接触关系，因此要把握好工件和刀具的距离，其他的基本上都很简单。
第四部定义分析步，目前大体在ABAQUS中做切削分析可以采用两种分析步，一种是基于热
力耦合的分析步，这种分析步充分考虑了切削过程的热力相互耦合及 相应机制，另一种是
动态绝热分析，认为切削仿真是在短时间内完成的，在这么短的时间内，热量还未来得及发
生传导，这种分析步一般进行锯齿切屑形状的分析， 容易产生锯齿的剪切带。如果是采用
ALE,要定义相应的ALE设置。下面对ALE做相应简介，其实这涉及到ABAQUS中相应的算法，
在ABAQUS中一 种是拉格朗日算法，一种是欧拉算法，拉格朗日算法的节点是基于实体单
元的，也就是实体单元的节点的位置，一般用于固体分析，而由于算法本身的特点，在遇到
大变形时候很容易产生畸变，欧拉算法是基于空间的，一般用于流体，其相应的节点也是基
于空间的，网格划分后其在空间的位置是不变的，但是其边界条件难以定 义和琢磨，而ALE
结合了拉格朗日算法和欧拉算法的优点，一方面通过拉格朗日方法定义边界，另一方面利用
欧拉方法解决网格畸变问题，因此目前在切削领域由 于很好的解决了问题而得到广泛的应
用。关于ALE的具体设置可以参看ABAQUS经典例题3中的稳态切削的例子，由于时间和空
间有限，有些东西我是说不完 的，希望大家能自己去探索。如果想输出切削力随时间的时
域图，在这里要选择参考点，然后设置set，然后在historyoutput里面输出参考点即 可。如
果想加快计算时间，可以采用质量放大，但是放大的尺度一定要把握好，不然会造成结果失
真的，具体可以参照帮助文档关于质量放大的介绍。
第五部分定义接触，首先定义接触属性，这个要考虑自己具体的计算过程了，比如考虑不考
虑摩擦等，一般对切削而言，需要设置相应的摩擦，采用硬接触的形式， 而且一定要定义
两个系数，一个是生热系数，一个是热量分配系数，生热系数主要是计算摩擦做的功有多大
的比例产生热，前面我们已经在材料里面定义了塑性产热 的转化系数，热分配系数主要是
摩擦最终产生的热量有多少流入工件，有多少流入刀具。接下来就是定义接触了，选择刀具
接触表面以及工件接触表面，可以建立相 应的接触关系，本例因为模型简单，所以只需定
义一个接触对即可。然后就是对刀具施加刚体约束就可以了。如果是变形体的话，不用给刀
具施加刚体约束的。
第六部分定义载荷和边界条件，对于切削来讲，一般都是通过固定工件下部分和左边，然后
让刀具以一定速度切削，具体定义过程比较简单，而且一般会在预定义场 定义初始工件和
刀具的温度场。需要注意的是在定义刀具速度的时候，可以采用幅值的方式，这样可以使得
整个速度逐渐加载到所要定义的速度，从而不至于产生特 别大的位移，从而对结果产生影
响。
第七部分是划分网格，这也是对仿真结果非常重要的一步，因为切削是一种非线性非常强的
本构关系，如果网格过于粗糙，往往造成结果的不收敛，尤其是在切屑部 分，其密度直接
决定最终切削结果的成败，因此对切削的重点部位进行网格的细化是非常重要的环节。我一
般对矩形的网格采用四边形网格，可以划分比较规整的网 格。在工件的厚度方向采用密度
撒种的方法，保持一定的梯度分布，有利于更好的解决时间和效率的问题。在划分完网格之
后，一定要记住检查一下网格质量，因为 不好的网格会对切削的结果造成很大的影响。
最后一步就是最简单的提交JOB了，这个相信大家都会的，放上应力场，温度场以及塑性应
力场作为结果参考，同时附上INP文件。