基于Abaqus的钛合金高速切削仿真平台的开发

发布时间：2017-05-20 09:15

  本文关键词：基于Abaqus的钛合金高速切削仿真平台的开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钛合金具有耐高温、比强度高和抗腐蚀性好等优良特性,使其被广泛应用于航空航天领域。同时,钛合金是难加工材料,加工过程中存在加工效率低、刀具磨损严重、耗资大等问题。随着计算机水平的快速发展,使用有限元软件来仿真高速切削加工过程的科研人员越来越多,但软件建模过程复杂、准确率低且不易掌握。因此,对钛合金高速切削仿真平台的开发能够快速高效地完成建模以及分析过程。本文首先编写了内核代码和图形用户界面代码,并编写插件程序把仿真平台集成到Abaqus插件菜单中。其次说明了仿真平台各个模块的使用方法。最后运用仿真平台研究了TC4钛合金高速切削过程中不同切削参数以及刀具角度下的切削特性。使用Python脚本语言来编写程序,开发了钛合金高速切削仿真平台的用户界面,实现了切削过程中材料属性、切削参数以及刀具角度的参数化输入,整合其他模块完成了钛合金二维切削仿真平台软件的开发。结果表明,实验和仿真平台所得的切削力以及切削温度数据误差较小,验证了软件的正确性。通过对TC4钛合金加工过程中的切屑形状、平均切削力以及切削温度的仿真,分析了影响锯齿状切屑的主要因素是切削速度、进给量和刀具前角;影响切削力的主要因素是进给量和刀具前角;影响切削温度的主要因素是切削速度、进给量和刀具前角。
【关键词】：Abaqus 钛合金 切削加工 仿真平台 Python
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG506.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 课题研究背景与意义12-14
• 1.1.1 课题研究背景12-14
• 1.1.2 课题研究意义14
• 1.2 国内外研究现状分析14-19
• 1.2.1 高速切削钛合金的研究现状14-16
• 1.2.2 Abaqus有限元软件在金属切削加工中的研究现状16-17
• 1.2.3 Abaqus二次开发的研究现状17-19
• 1.3 本文研究的总体思路与内容安排19
• 1.3.1 主要研究思路19
• 1.3.2 内容安排19
• 1.4 本章小结19-20
• 第2章 Abaqus软件及其二次开发20-28
• 2.1 Abaqus简介20-23
• 2.1.1 Abaqus功能20-21
• 2.1.2 Abaqus模块21-23
• 2.2 Abaqus的二次开发方法23-24
• 2.3 Abaqus二次开发语言介绍24-27
• 2.3.1 Python语言24-26
• 2.3.2 Python与Abaqus26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 仿真平台在Abaqus中的实现28-44
• 3.1 Abaqus脚本接口28-34
• 3.1.1 Abaqus脚本接口与Abaqus/CAE内核的通信28-29
• 3.1.2 Abaqus对象模型29-32
• 3.1.3 内核命令的编写32-34
• 3.2 Abaqus图形用户工具包34-41
• 3.2.1 Abaqus GUI与内核35
• 3.2.2 Abaqus GUI工具包概述35-38
• 3.2.3 Abaqus GUI命令的编写38-41
• 3.3 软件定制方式41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 钛合金二维切削仿真平台软件44-58
• 4.1 仿真平台适应范围44
• 4.2 软件的使用44-54
• 4.2.1 仿真平台实现45-46
• 4.2.2 模块介绍46-54
• 4.3 仿真平台的验证54-57
• 4.3.1 实验条件54
• 4.3.2 对比方案54-55
• 4.3.3 仿真与试验结果对比55-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第5章 TC4钛合金切削特性的仿真研究58-81
• 5.1 主要参数对锯齿形切屑的影响59-69
• 5.1.1 切削速度对锯齿形切屑的影响61-63
• 5.1.2 进给量对锯齿形切屑的影响63-65
• 5.1.3 前角对锯齿形切屑的影响65-67
• 5.1.4 后角对锯齿形切屑的影响67-69
• 5.2 主要参数对切削力的影响69-72
• 5.2.1 切削速度对切削力的影响70
• 5.2.2 进给量对切削力的影响70-71
• 5.2.3 刀具前角对切削力的影响71-72
• 5.2.4 刀具后角对切削力的影响72
• 5.3 主要参数对刀具温度的影响72-80
• 5.3.1 切削速度对切削温度的影响73-75
• 5.3.2 进给量对切削温度的影响75-77
• 5.3.3 刀具前角对切削温度的影响77-79
• 5.3.4 刀具后角对切削温度的影响79-80
• 5.4 本章小结80-81
• 结论81-82
• 参考文献82-87
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果87-88
• 致谢88-89

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本文编号：381206