《基於有限元理論的金屬切削機理研究》是2018年3月電子工業出版社出版的圖書，作者是王大中、萬蕾、吳淑晶。
基本介紹
- 書名：基於有限元理論的金屬切削機理研究
- 作者：王大中、萬蕾、吳淑晶
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2018年3月
- 頁數：192 頁
- 定價：59 元
- 開本：16 開
- ISBN：9787121337857
內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書旨在系統、全面地介紹基於有限元的金屬切削機理，為從事相關切削理論的科學技術人員、機械科學與工程及其相關專業的研究生提供參考和指導。主要內容有金屬切削基本理論，有限元理論基礎，穩態切削加工中刀尖形態影響及切削死區形成研究，基於摩擦強度的切削死區形成機理研究，非穩態金屬切削過程的鋸齒形切屑形成研究，切屑鋸齒化程度的研究，已加工表面質量的研究等。書中大部分內容來源於作者在日本留學期間的研究成果，以及回國作者所帶領的團隊近年來從切削制理論所積累的數據和國內外出版物及論文。全書內容完整、結構嚴謹，為從事金屬切削的專業技術人員提供一定的技術參考。
作者簡介
王大中，博士，上海工程技術大學教授、科研處副處長。中國機械工業金屬切削刀具技術協會切削先進技術研究分會理事，上海市機械工程學會會員，上海市系統仿真學會會員，上海市自動化學會會員。2002年至2009年東渡日本留學，獲得日本山形大學博士學位。主要研究領域為精密切削加工，超聲振動切削與微量潤滑，刀具最佳化設計與開發等。多年來一直從事現代金屬切削理論及套用研究、模型跟蹤控制理論及套用研究，拓展了切削顫振機理及其主動控制理論。相關成果發表在多家刊物上，其中被SCIE、EI等收錄50篇；出版《金屬切削控制與刀具》《模型跟蹤控制系統設計》《數字製造與數字裝備》等多部教材或專著；近五年獲得專利授權9項；作為項目負責人承擔各類項目10項，主要包括教育部留學回國人員科研基金項目、上海市教委科研項目等。目前是International Journal of Machine Tools and Manufacture、International Journal of Advanced Robotic Systems、International Journal of System Science、《振動與衝擊》等期刊的審稿人。
圖書目錄
目錄
第1章 緒論........................................................................................................................1
1.1 金屬切削有限元仿真研究現狀及發展趨勢................................................1
1.1.1 金屬切削有限元建模研究現狀........................................................1
1.1.2 金屬切削有限元仿真研究進展........................................................5
1.1.3 金屬切削有限元仿真研究發展趨勢...............................................8
1.2 本書主要內容......................................................................................................9
參考文獻....................................................................................................................... 10
第2章 切削理論基礎....................................................................................................15
2.1 金屬切削變形................................................................................................... 15
2.1.1 切屑類型...............................................................................................15
2.1.2 切屑捲曲...............................................................................................17
2.1.3 切削變形規律......................................................................................23
2.2 切削力................................................................................................................. 26
2.2.1 二維切削...............................................................................................26
2.2.2 三維切削...............................................................................................28
2.2.3 切削力變化規律.................................................................................30
2.3 切削熱................................................................................................................. 32
2.3.1 切削熱的產生與傳遞........................................................................33
2.3.2 切削熱變化規律.................................................................................35
2.4 刀具的失效........................................................................................................ 38
2.4.1 刀具磨損...............................................................................................39
2.4.2 刀具破損...............................................................................................40
2.4.3 刀具耐用度...........................................................................................41
2.5 已加工表面質量............................................................................................... 44
2.5.1 表面粗糙度...........................................................................................46
2.5.2 表層硬化...............................................................................................47
2.5.3 殘餘應力...............................................................................................48
2.6 本章小結............................................................................................................. 50
參考文獻....................................................................................................................... 52
第3章 有限元仿真方法...............................................................................................58
3.1 金屬切削模型................................................................................................... 58
3.1.1 材料模型...............................................................................................59
3.1.2 幾何模型...............................................................................................60
3.1.3 摩擦模型...............................................................................................62
3.1.4 剪下區域模型......................................................................................65
3.2 有限元方法求解步驟...................................................................................... 65
3.2.1 基本思想...............................................................................................65
3.2.2 求解步驟...............................................................................................66
3.2.3 分析過程...............................................................................................68
3.3 金屬切削有限元方法...................................................................................... 69
3.3.1 拉格朗日有限元方法........................................................................70
3.3.2 歐拉有限元方法.................................................................................71
3.3.3 任意拉格朗日?歐拉有限元方法....................................................71
3.4 有限元建模中的幾個問題............................................................................. 73
3.4.1 分離準則...............................................................................................73
3.4.2 其他準則...............................................................................................77
3.4.3 熱傳導方程...........................................................................................78
3.5 本章小結............................................................................................................. 79
參考文獻....................................................................................................................... 80
第4章 金屬切削死區形成機理研究........................................................................83
4.1 引言...................................................................................................................... 83
4.2 刀具形態有限元仿真...................................................................................... 87
4.2.1 有限元模型建立.................................................................................88
4.2.2 速度場分析...........................................................................................93
4.2.3 應力場及溫度場.................................................................................94
4.2.4 殘餘應力的分布.................................................................................96
4.2.5 切削力與進給力.................................................................................97
4.3 穩態摩擦死區形成機理................................................................................. 98
4.3.1 切削死區形成......................................................................................98
4.3.2 切削速度影響分析.......................................................................... 100
4.3.3 穩態摩擦強度................................................................................... 102
4.3.4 有限元格線劃分.............................................................................. 102
4.4 動態摩擦死區形成機理............................................................................... 104
4.4.1 有限元建模........................................................................................ 107
4.4.2 摩擦條件類型................................................................................... 108
4.4.3 靜態摩擦規律分析.......................................................................... 109
4.4.4 動態摩擦規律分析.......................................................................... 113
4.5 本章小結........................................................................................................... 115
參考文獻..................................................................................................................... 116
第5章 材料硬化對切屑形成影響的研究............................................................ 122
5.1 引言.................................................................................................................... 122
5.2 材料硬化率幾何模型.................................................................................... 124
5.3 拉格朗日有限元模型.................................................................................... 126
5.4 非穩態切削條件下有限元仿真研究......................................................... 128
5.4.1 切屑形態分析................................................................................... 128
5.4.2 切屑的形成過程.............................................................................. 131
5.4.3 材料硬化率分析.............................................................................. 131
5.4.4 應變場及溫度場.............................................................................. 132
5.4.5 應力場及溫度場.............................................................................. 133
5.4.6 切削力與切削能量.......................................................................... 134
5.5 本章小結........................................................................................................... 135
參考文獻..................................................................................................................... 136
第6章 切屑鋸齒化程度研究................................................................................... 139
6.1 引言.................................................................................................................... 139
6.2 鋸齒狀切屑形成機理研究........................................................................... 143
6.2.1 有限元模型構建.............................................................................. 143
6.2.2 鋸齒狀切屑的形成.......................................................................... 144
6.2.3 模擬仿真分析................................................................................... 146
6.3 切屑鋸齒化程度與表面質量研究............................................................. 151
6.3.1 切屑鋸齒化程度.............................................................................. 151
6.3.2 切屑鋸齒化程度係數..................................................................... 152
6.3.3 已加工表面質量.............................................................................. 155
6.4 本章小結........................................................................................................... 157
參考文獻..................................................................................................................... 158
第7章 切削潤滑條件對表面質量影響研究........................................................ 161
7.1 引言.................................................................................................................... 161
7.2 二維切削仿真研究........................................................................................ 164
7.2.1 二維切削模型與切削形態分析................................................... 164
7.2.2 切削力與切削溫度.......................................................................... 166
7.2.3 工件表面應力的變化分析............................................................ 167
7.3 三維切削仿真研究........................................................................................ 169
7.3.1 三維切削模型與切屑形態的對比分析...................................... 169
7.3.2 切削力與切削溫度.......................................................................... 171
7.3.3 工件表面應力的變化分析............................................................ 173
7.4 本章小結........................................................................................................... 174
參考文獻..................................................................................................................... 175
第8章 總結與展望..................................................................................................... 178
8.1 總結.................................................................................................................... 178
8.2 展望.................................................................................................................... 179
