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摘 要
本课题的方法步骤遵循： 理论分析研究→对变幅杆进行有限元模态分析→建立超声波椭圆振动切削机构的数学模型→安装并调试变幅杆进行其振动可行性 →总结分析等五个阶段进行。
1、研究超声波椭圆振动切削原理，概述国内外超声波椭圆振动切削的研究现状，通过对超声波椭圆振动切削原理和超声波椭圆振动切削区域受力进行分析，得出与传统超声波切削加工相比较存在一系列优点。
2、超声波椭圆振动切削机构研究，通过对纵向振动变幅杆的研究，对变幅杆进行有限元模态分析。
3、建立超声波椭圆振动切削机构的数学模型，利用数学公式证明这个机构能够产生椭圆振动轨迹，利用有限元分析软件对超声波椭圆振动机构进行建模和动力学分析。
4、通过实验结果分析超声波椭圆振动机构加工的可行性，得出研究结论。
关键词 切削仿真；ABAQUS/Explicit 软件；自适应网格技术；二维直角切削
Abstract
The method follows the steps in this topic : Theoretical analysis of the horn → finite element modal analysis → → installation and commissioning mathematical model horn conducted to establish the feasibility of ultrasonic vibration elliptical vibration cutting mechanism analyzed five stages → proceed.
A study of ultrasonic elliptical vibration cutting principles , outlining current research ultrasonic elliptical vibration cutting , through the analysis of the principle of ultrasonic elliptical vibration cutting and ultrasonic elliptical vibration cutting area by force, drawn and compared with conventional ultrasonic machining there are a series advantages.
2 , ultrasonic elliptical vibration cutting research institutions , through the study of longitudinal vibration horn for horn finite element modal analysis .
3 , a mathematical model of ultrasonic elliptical vibration cutting mechanism , the use of mathematical formulas to prove that this mechanism can produce elliptical vibration trajectory , using the finite element analysis software for modeling ultrasonic elliptical vibration mechanism and dynamics analysis .
4, through the analysis of the experimental results of ultrasonic elliptical vibration mechanism feasibility of processing, so that the study conclusions.
Keywords Cutting simulation; ABAQUS/Explicit; Adaptive meshing technique; 2-D orthogonal cutting
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 III
第1章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.1.1 课题来源 1
1.1.2 课题的研究的背景和意义 1
1.1.3 课题的总体内容 2
1.2 超硬刀具材料发展状况 2
1.2.1 概述 2
1.2.2 超硬刀具材料发展概况 3
1.2.3 PCBN刀具的性能及应用 4
1.3 有限元仿真技术在切削加工中应用 7
1.4 有限元仿真技术发展状况及前景 8
1.4.1 ABAQUS 9
1.4.2 几种有限元软件的发展和比较 12
1.4.3 国内外有限元软件的发展与现状 13
1.5 本章小结 14
第2章 有限元方法简介 15
2.1 有限元法分析问题概述 15
2.2 平面问题的有限元法 17
2.3 ABAQUS/Explicit分析的基本原理 17
2.3.1 切屑成形仿真 17
2.3.2 稳定时间限定值 18
2.3.3 接触和摩擦分析 18
2.3.4 自适应网格技术 19
2.4 本章小结 21
第3章 ABAQUS的仿真建模 22
3.1 超声波椭圆振动切削过程描述 22
3.2 ABAQUS仿真模型的建立 22
3.2.1 总体模型 22
3.2.2 材料特性 24
3.2.3 边界条件 24
3.2.4 划分网格 24
3.2.5 提交作业 25
3.3 模型子程序 25
3.4 本章小结 31
第4章 ABAQUS的仿真计算分析与结果比较 32
4.1 倒棱角度对切削力的影响 32
4.1.1 实验参数 32
4.1.2 切削过程的模拟结果 32
4.1.3 工件切削区域的应力分布 33
4.1.4 切削力影响分析 35
4.2 刀具进给速度对切削力的影响 36
4.2.1 实验参数 36
4.2.2 工件切削区域的应力分布 36
4.2.3 切削力影响分析 36
4.3 正交切削实验 38
4.3.1 实验条件 38
4.3.2 正交高速超声波椭圆振动切削实验 39
结论 42
参考文献 43
致谢 45
