ABAQUS二次開發(fā)在鈦合金本構(gòu)模型中的應(yīng)用及切削仿真.pdf

1、鈦合金Ti-6Al-4V以其比強(qiáng)度高、耐氧化性好、耐腐蝕性好等特點被廣泛應(yīng)用于航空、航天、化工、機(jī)械等眾多領(lǐng)域。然而，鈦合金Ti-6Al-4V的難加工性制約著其進(jìn)一步的推廣應(yīng)用，其切削加工機(jī)理方面的探索也已經(jīng)成為了一項研究熱點。鈦合金Ti-6Al-4V的切削加工過程中伴隨著高應(yīng)變、高應(yīng)變率和高溫的熱-力耦合變形，因此，選擇合適的本構(gòu)模型來描述用于鈦合金切削的變形行為，進(jìn)行有限元仿真模擬，對鈦合金加工具有重要的指導(dǎo)作用，對提高航空工業(yè)的制

2、造水平具有積極的意義。
　　本文考慮到商用ABAQUS有限元軟件材料庫所包含的本構(gòu)模型適用性有限的問題，利用VUMAT用戶子程序接口對ABAQUS進(jìn)行二次開發(fā)，將JC模型、JCM模型和KHL模型嵌入到主程序中進(jìn)行使用。VUMAT子程序的編寫需要使用FORTRAN編程語言。在開發(fā)了VUMAT子程序后，采用鋁合金7075材料和鈦合金Ti-6Al-4V材料分別建立不同的有限元模型，對比使用VUMAT子程序開發(fā)的JC模型和ABAQUS自帶

3、的JC模型的仿真結(jié)果，驗證了子程序編制的正確性。
　　針對鈦合金Ti-6Al-4V的正交切削過程進(jìn)行有限元建模，分別使用JC模型、JCM模型及KHL模型對材料進(jìn)行定義，得到不同的模擬預(yù)測結(jié)果。結(jié)合有限元仿真的切削條件，設(shè)計鈦合金Ti-6Al-4V直角切削試驗，分別對使用三種本構(gòu)模型的仿真預(yù)測結(jié)果進(jìn)行驗證。從切屑形態(tài)和切削力方面的進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)三組本構(gòu)模型與試驗的結(jié)果的吻合程度較高，而使用JCM模型和KHL模型的預(yù)測比JC模型更加精