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非标刀具定制切削仿真的基础知识

发布于:2020年05月11日 来源:www.fuhai360.com
[摘要]非标刀具定制切削仿真的基础知识 切削仿真过程实际上也就是刀具和工件间的相互作用过程,因此我们就要对刀具-工件系统(简称刀工系统)进行深入的剖析,比如刀工模型系统、刀工材料系统。对于刀工模型系统一般我们主要考虑刀具的建模方式,包括刚体和可变形体两种,其中刚体为分为离散刚体和解析刚体。

非标刀具定制切削仿真的基础知识

首先,我们看下切削仿真的学科基础,最核心的就是力学和数学。

这里的数学一般指的是有限元知识,相关的还有材料、力学实验和制造工艺学。

切削仿真过程实际上也就是刀具和工件间的相互作用过程,因此我们就要对刀具-工件系统(简称刀工系统)进行深入的剖析,比如刀工模型系统、刀工材料系统。对于刀工模型系统一般我们主要考虑刀具的建模方式,包括刚体和可变形体两种,其中刚体为分为离散刚体和解析刚体。


其次,我们再来看下有关于材料及其本构的相关知识。

材料参数一般包括弹性参数、塑性参数和损伤参数(总计20-30个),因此为了提高参数输入效率我们一般会通过.lib文件建立一个材料库,每次进行切削仿真时我们就可以直接调用以节省时间提高效率。

切削仿真中,最常见的就是钛合金和碳化硅两种材料,这两种材料也是比较典型的航空材料,前者属于弹塑性材料,后者属于硬脆材料。因此我们需要对这两种材料的参数及本构方程进行深度剖析,从而在切削仿真参数调试过程中避免不必要的问题。

在切削仿真过程中,无论是钛合金还是碳化硅,都需要输入多种力、物理参数,这些参数中除去基本的物理和热学参数外,弹性、塑性和损伤参数都是通过力学试验获取的,因此我们需要了解材料不同状态下的力学实验方法、设备以及数据获取方法。

最后,我们再谈下切削仿真工艺过程。

主要包括仿真基本流程、仿真常见软件以及仿真参数调试和效率提高等方法和技巧。仿真基本流程一般包括刀工建模、材料参数输入、边界和网格设置、输出设置以及后处理操作等步骤。

切削仿真效率是相对低的,因此我们需要通过各种方法来提高效率,比如采用工作站来计算,但是在测试阶段我们一般是通过质量缩放以及参数合理调节来提高仿真效率,比如调试网格、单元、质量缩放系统、输出帧数、失效参数等。

切削仿真过程中,为了对比不同刀具结构或工艺参数的仿真效果,我们需要多次建模,同时模型参数又基本相似,因此为了提高仿真效率我们通常采用python语言进行切削仿真插件的开发。http://www.onmy-tools.cn