輕質(zhì)金屬基航空復(fù)合材料切削加工有限元模擬研究.pdf

1、顆粒增強(qiáng)的輕質(zhì)金屬基航空復(fù)合材料的高速切削過程，是一個有關(guān)多學(xué)科交叉的、熱機(jī)耦合的復(fù)雜動態(tài)問題，涉及到高度非線性彈塑性大變形、高溫、高應(yīng)變率、斷裂失效、顆粒的劇烈碰撞和摩擦等一系列現(xiàn)象，而有限元數(shù)值模擬已成為研究復(fù)合材料切削過程規(guī)律的重要手段。本文基于ABAQUS/Explicit有限元工具，針對金屬基復(fù)合材料(MMCs)和金屬基納米復(fù)合材料(MMNCs)兩類材料，分別建立了二維正交切削微觀非均質(zhì)模型，包括各組分的本構(gòu)模型、斷裂模型、摩

2、擦模型、網(wǎng)格劃分等方面的研究，以期更好地理解其切削機(jī)理和實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化設(shè)計，并通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較，驗(yàn)證了建模方法的可靠性。
　　在有限元建模中，鑒于MMNCs中納米顆粒數(shù)量眾多增加了建模的復(fù)雜性，本文基于ABAQUS平臺中的Python語言編制了二次開發(fā)程序，實(shí)現(xiàn)了模型中顆粒的隨機(jī)分布與團(tuán)簇現(xiàn)象，提高了建模效率及準(zhǔn)確性。模型建立后，分別對兩類材料的高速切削過程進(jìn)行了基于因素分析法的工藝優(yōu)化設(shè)計。參數(shù)變量涉及顆粒位置分布、截面、直徑