摘 要：本文運用ABAQUS軟件仿真了TI-6AL-4V切削，主要介紹了切削仿真及應用，提出了有限元在切削仿真方向的發展前景。

　　關鍵詞：ABAQUS軟件；鈦合金切削仿真技術；切削仿真方向

　　1.切削材料的本構模型

　　鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于航天領域。鈦合金具有良好的物理和機械性能，對于有較高要求的機械結構件具有重要的意義。但其可切削性差，加工困難，加工費用高，加工實驗會耗費大量的生產時間和成本。ABAQUS/Explicit求解器采用顯示動力有限元方法，適用于像沖擊和爆炸等短暫、瞬時的動態事件，對加工成形過程的這類高度非線性問題非常有效。本論文針對切削TI-6AL-4V為例進行切削仿真研究。

　　2.網格的劃分

　　在建立的有限元模型中，剪切區與刀-屑接觸區產生高溫高壓單元發生變形，一些單元可能由于變形過大而產生扭曲，可能使網格畸變或使計算不收斂，即使仿真順利也會影響仿真的精度。為了防止出現以上問題，而且保證一定的計算效率和精度，可以采取如下措施：

　　（1）切削層網格密一些，因為切削層應變較大。

　　（2）采用由密到疏網格劃分，這樣既可保證直接切削部分網格密，也可使計算減少時間。

　　3.仿真結果

　　切屑與實際相符，為鋸齒狀，根據不同的需求可以輸出不同的要求，根據模型和輸出變量的設置可以輸出切削力曲線圖、切削熱分布圖、切削應力場云圖、切削應變場云圖等。

　　切削仿真的結果與選擇的材料模型及參數、網格的劃分、接觸的設置等密切相關，仿真忽略切削振動等一些因素，使得切削的仿真輸出結果與實際有一定的差異，但隨著發展，如今的切削仿真有了一定的精度。在實際設計或生產中使用有限元方法能夠減小計算分析時間，減小實驗次數，從而到達節約生產成本和時間的目的。對于切削的一些改進，比如刀具角度的優化、刀具的設計及選材等方面具有很好的實踐意義。

　　本文通過建立材料的Johnson-Cook本構模型、Johnson-Cook損傷模型等得出切削仿真過程，說明了切削仿真?W格劃分的應用方法，仿真切屑形態與實際加工切屑形態基本一致。隨著科技的發展，有限元切削仿真正在不斷地完善，現在已經應用于實際加工分析當中，今后有限元切削仿真一定會不斷發展，實現能夠代替理論計算、代替實驗目標。

　　參考文獻：

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