切削加工过程数值模拟的研究进展

【摘要】：针对机械工程师基于经验或试验来制定切削加工工艺规程,难以保证产品质量的制造难题,近年来有限元方法在切削加工过程中得到了越来越广泛的应用。本文介绍了国内外切削加工过程数值模拟的研究进展,重点阐述了切削加工过程中塑性变形过程、切屑分离和断裂判定准则、工件与刀具接触和摩擦、切削加工过程中温度场与应力场的热力耦合,以及加工表面层微观组织结构与残余应力的预测等关键技术的研究进展情况。最后对切削加工过程数值模拟的发展方向进行了展望。

【作者单位】：浙江工业大学机电工程学院浙江工业大学机电工程学院浙江工业大学机电工程学院浙江工业大学机电工程学院
【基金】：浙江省自然科学基金(M503034)资助项目
【分类号】：TG506

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	【引证文献】
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前4条

1	吴加荣;徐佳奇;;基于ALE方法的金属切削三维动态数值模拟[J];工具技术;2008年06期
2	黄霞春;唐娟;邢国;;水泥混凝土切削过程仿真[J];装备制造技术;2012年07期
3	明兴祖;严宏志;陈书涵;钟掘;;3D力热耦合磨齿模型与数值分析[J];机械工程学报;2008年05期
4	张小安;明兴祖;;螺旋锥齿轮数控磨削3D有限元模型的构建[J];湖南工业大学学报;2010年04期

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前6条

1	成群林;航空整体结构件切削加工过程的数值模拟与实验研究[D];浙江大学;2006年
2	毕运波;铣削加工过程物理仿真及其在航空整体结构件加工变形预测中的应用研究[D];浙江大学;2007年
3	陈涛;淬硬钢GCr15精密切削过程的建模与加工表面完整性预测[D];哈尔滨理工大学;2009年
4	刘丰;管材滚压剪切过程的数值模拟及关键设备的研究[D];燕山大学;2009年
5	王晓琴;钛合金Ti6Al4V高效切削刀具摩擦磨损特性及刀具寿命研究[D];山东大学;2009年
6	明兴祖;螺旋锥齿轮磨削界面力热耦合与表面性能生成机理研究[D];中南大学;2010年

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前10条

1	柯烈强;航空框类结构件铣削加工残余应力抑制策略研究[D];安徽工程大学;2010年
2	张小安;螺旋锥齿轮数控磨削界面力热耦合的数字化建模与分析[D];湖南工业大学;2010年
3	李小忠;高速切削有限元仿真及加工参数优化的研究[D];南京理工大学;2007年
4	张东进;切削加工热力耦合建模及其试验研究[D];上海交通大学;2008年
5	高二威;精密磨削表面残余应力离散度试验研究与数值分析[D];上海交通大学;2008年
6	曾宪锟;基于滑移线场理论的刃前区摩擦状态因数计算[D];燕山大学;2008年
7	刘亚;铣刨机路面铣削过程的有限元仿真[D];湘潭大学;2009年
8	沈琳燕;高速外圆磨削机理的仿真与实验研究[D];东华大学;2010年
9	柏文峰;油井管在湿硫化氢环境下应力腐蚀试验若干影响因素研究[D];上海交通大学;2010年
10	倪斌;40CrNiMoA淬硬钢高速干切削过程的有限元仿真[D];昆明理工大学;2010年

	【参考文献】
	【参考文献】

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前3条

1	李德宝;金属切削中工件表层加工硬化模拟[J];工具技术;2004年04期
2	方刚,曾攀;切削加工过程数值模拟的研究进展[J];力学进展;2001年03期
3	王立涛,柯映林,黄志刚;航空铝合金7050-T7451铣削力模型的实验研究[J];中国机械工程;2003年19期

	【共引文献】
	【共引文献】

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前10条

1	张亦良;黄惠茹;李想;;车削加工残余应力分布规律的实验研究[J];北京工业大学学报;2006年07期
2	杨晓琦;韩凤起;;基于正应力摩擦模型的金属切削有限元仿真[J];电子机械工程;2008年04期
3	罗娟;周伟;汤勇;刘学恒;;种植体表面鳞刺生成的三维有限元模型建立和应用[J];广东牙病防治;2010年09期
4	邓文君,夏伟,周照耀,李元元;有限元法在切削加工过程分析中的应用[J];工具技术;2004年11期
5	吴春凌;有限元法分析刀具前角对切削加工的影响[J];工具技术;2005年03期
6	温效朔;王克琦;;切削加工有限元仿真与应力分析[J];工具技术;2006年07期
7	龙新延;熊计;毕泗庆;;硬质合金刀具槽型结构对切屑的影响[J];工具技术;2007年01期
8	刘胜永;万晓航;董兆伟;;刀具前角对金属切削影响的数值仿真[J];工具技术;2007年04期
9	翟元盛;梁迎春;王洪祥;;精密切削过程三维有限元分析[J];工具技术;2007年06期
10	谭阳;迟毅林;黄亚宇;;基于有限元法的二维正交切削刀具应力分析[J];工具技术;2007年10期

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前4条

1	李海峰;赵哓平;何铁宁;;炸药脆性材料切削加工数值模拟研究[A];2004年全国含能材料发展与应用学术研讨会论文集（下册）[C];2004年
2	石正军;赵晓平;;炸药车削热分析的移动热源方法[A];2004年全国含能材料发展与应用学术研讨会论文集（下册）[C];2004年
3	赵丽丽;张以都;;铝合金预拉伸板数控加工中残余应力释放的研究[A];History of Mechanical Technology and Mechanical Design(4)--Proceedings of the Fourth China-Japan International Conference on History of Mechanical Technology and Mechanical Design[C];2004年
4	刘宁;;Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的组织和性能研究与切削加工有限元模拟[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年

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前10条

1	吴健;典型难加工材料钻削相关技术的基础研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2	王立涛;关于航空框类结构件铣削加工残余应力和变形机理的研究[D];浙江大学;2003年
3	董辉跃;航空整体结构件加工过程的数值仿真[D];浙江大学;2004年
4	王树宏;航空铝合金厚板初始残余应力及其对铣削变形影响的基础研究[D];南京航空航天大学;2005年
5	郭魂;航空多框整体结构件铣削变形机理与预测分析研究[D];南京航空航天大学;2005年
6	王素玉;高速铣削加工表面质量的研究[D];山东大学;2006年
7	成群林;航空整体结构件切削加工过程的数值模拟与实验研究[D];浙江大学;2006年
8	刘远祥;虚拟加工过程建模及加速分析技术研究[D];南京理工大学;2006年
9	朱江新;切削—挤压成形过程分析与建模方法研究[D];西安理工大学;2006年
10	汪文津;数控车削系统物理仿真建模及其虚拟切削过程的研究[D];天津大学;2005年

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前10条

1	柯烈强;航空框类结构件铣削加工残余应力抑制策略研究[D];安徽工程大学;2010年
2	姚志强;超长汽轮机叶片高速铣削加工策略的研究[D];苏州大学;2010年
3	陈婧;金刚石钻头的设计制造及性能研究[D];沈阳理工大学;2010年
4	靳丽娟;数控铣削温度建模仿真与分析[D];哈尔滨理工大学;2010年
5	张振峰;基于不同比例三维切削仿真的研究[D];华东理工大学;2011年
6	邓昭帅;铜阳极板铣削刀具磨损原因分析及刀具耐用度的确定[D];昆明理工大学;2010年
7	蒋志涛;高速金属铣削加工的有限元模拟[D];昆明理工大学;2009年
8	刘成文;金属切削加工过程的有限元分析[D];浙江大学;2002年
9	张华;金属切削过程仿真及其在断屑槽性能研究中的应用[D];南京航空航天大学;2004年
10	董瑞强;航空铝合金残余应力引起构件变形的数值模拟[D];浙江工业大学;2004年

	【同被引文献】
	【同被引文献】

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前10条

1	任瑞波,谭忆秋,钟岱辉;沥青路面粘弹性问题的理论分析[J];四川建筑科学研究;2004年01期
2	胡时胜;霍普金森压杆技术[J];兵器材料科学与工程;1991年11期
3	陈章燕;研究切削过程的新方法[J];北京工业大学学报;1989年02期
4	张亦良;黄惠茹;李想;;车削加工残余应力分布规律的实验研究[J];北京工业大学学报;2006年07期
5	董兆伟,张以都,刘胜永;铣削过程中残余应力仿真分析[J];北京航空航天大学学报;2005年07期
6	张红霞;陈五一;陈志同;;SG砂轮磨削钛合金烧伤机理[J];北京航空航天大学学报;2008年01期
7	陶晓杰,王开坤,李朝荣;磨齿烧伤和裂纹及其变质层深度[J];北京科技大学学报;2001年05期
8	刘德福,于晓霞,娄平宜;正交金属切削温度场有限元分析(英文)[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);1999年04期
9	李玉龙;郭伟国;徐绯;索涛;;Hopkinson压杆技术的推广应用[J];爆炸与冲击;2006年05期
10	郑素波;周凤臣;;等螺旋角锥铣刀的加工法[J];长春大学学报;2006年12期

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前10条

1	刘光磊;孤齿锥齿轮传动动态接触特性研究[D];西北工业大学;2000年
2	胡鹏浩;非均匀温度场中机械零部件热变形的理论及应用研究[D];合肥工业大学;2001年
3	邓效忠;高重合度弧齿锥齿轮的设计理论及实验研究[D];西北工业大学;2002年
4	王立涛;关于航空框类结构件铣削加工残余应力和变形机理的研究[D];浙江大学;2003年
5	王立华;汽车螺旋锥齿轮传动耦合非线性振动研究[D];重庆大学;2003年
6	董辉跃;航空整体结构件加工过程的数值仿真[D];浙江大学;2004年
7	黄志刚;航空整体结构件铣削加工变形的有限元模拟理论及方法研究[D];浙江大学;2003年
8	李小清;螺旋锥齿轮数控加工与误差修正技术研究[D];华中科技大学;2004年
9	沈剑云;结构陶瓷磨削机理与热特性分析[D];天津大学;2004年
10	王秋成;航空铝合金残余应力消除及评估技术研究[D];浙江大学;2003年

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前10条

1	段正君;陶瓷刀具干切削Inconel718实验研究及刀具磨损的离散元模拟[D];湘潭大学;2010年
2	周中克;数控加工工艺信息平台[D];西北工业大学;2001年
3	陈建满;高速铣削表面形貌的仿真与实验研究[D];南京航空航天大学;2002年
4	刘成文;金属切削加工过程的有限元分析[D];浙江大学;2002年
5	袁伟军;铣削加工过程稳定性计算机仿真及实验研究[D];北京工业大学;2003年
6	郑金兴;面向虚拟制造中物理仿真单元技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
7	蔡旺;叶片精锻过程三维热力耦合有限元模拟[D];西北工业大学;2002年
8	高彤;铣削加工表面形貌及端铣加工变形仿真研究[D];西北工业大学;2004年
9	金艳丽;球头刀铣削过程物理仿真的研究[D];河北工业大学;2004年
10	程林;二维金属切削应力场和温度场的数值模拟[D];合肥工业大学;2004年

	【二级引证文献】
	【二级引证文献】

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前10条

1	唐东红;孙厚芳;焦黎;钱钰博;;端铣加工工件变形仿真预测方法研究[J];北京理工大学学报;2008年08期
2	石万凯;姜宏伟;秦大同;;蜗轮稳态温度场的模拟及影响因素分析[J];重庆大学学报;2009年05期
3	李涛;顾立志;;金属切削过程有限元仿真关键技术及应考虑的若干问题[J];工具技术;2008年12期
4	胡福文;李东升;李小强;朱明华;;蒙皮柔性夹持数控切边的工艺设计方法[J];北京航空航天大学学报;2012年05期
5	陈涛;李素燕;国磊;贾冬开;孙慧;;硬切削表层残余应力特征预测研究[J];工具技术;2012年05期
6	曲中兴;张立武;;超高强度钢薄壁件车削变形控制[J];航天制造技术;2008年05期
7	王君明;叶人珍;汤漾平;宾鸿赞;;单颗磨粒的平面磨削三维动态有限元仿真[J];金刚石与磨料磨具工程;2009年05期
8	纪明民;蹇兴东;耿国盛;;切削参数对加工质量影响的有限元模拟[J];江西农业学报;2010年10期
9	张雪萍;王和平;卢光辉;高二威;;轴承钢顺次磨削表面残余应力离散度试验研究[J];机械工程学报;2010年15期
10	李文杰;曾庆良;殷亮;秋实;沈志康;;砂土铣刨收集试验装置的性能研究及参数优化[J];矿山机械;2011年06期

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前10条

1	宋新玉;镍基合金Inconel 718高速切削刀具磨损机理研究[D];山东大学;2010年
2	杨勇;钛合金航空整体结构件铣削加工变形的预测理论及方法研究[D];浙江大学;2007年
3	毕运波;铣削加工过程物理仿真及其在航空整体结构件加工变形预测中的应用研究[D];浙江大学;2007年
4	阮景奎;汽车覆盖件模具高速切削加工过程的数值模拟与关键工艺技术研究[D];浙江大学;2007年
5	路冬;航空整体结构件加工变形预测及装夹布局优化[D];山东大学;2007年
6	袁平;采用多刃铣刀的航空铝合金高速加工过程的数值模拟与实验研究[D];浙江大学;2008年
7	王君明;盆状砂轮磨削钟形壳椭圆沟道的研究[D];华中科技大学;2009年
8	姜峰;不同冷却润滑条件Ti6Al4V高速加工机理研究[D];山东大学;2009年
9	汪振华;防锈铝合金弱刚度复杂构件高速铣削工艺研究[D];南京理工大学;2009年
10	周军;铝合金7050-T7451微切削加工机理及表面完整性研究[D];山东大学;2010年

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前10条

1	张琳;导电加热切削有限元模拟及实验研究[D];大连理工大学;2010年
2	张传泰;基于遗传算法和有限元的工件装夹优化研究[D];大连理工大学;2010年
3	王乐;轮廓曲面铣削加工的让刀误差研究[D];大连理工大学;2010年
4	张小安;螺旋锥齿轮数控磨削界面力热耦合的数字化建模与分析[D];湖南工业大学;2010年
5	何建林;具有微结构功能表面的刀具及车削性能研究[D];华南理工大学;2011年
6	李目;基于变形控制的薄壁件铣削加工参数优化及仿真研究[D];南京航空航天大学;2010年
7	方记文;难加工材料铣削加工刀具磨损建模技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
8	冀晓来;基于Abaqus/Explicit冷却条件下钛合金插铣过程温度场研究[D];天津大学;2010年
9	侯远滨;数控机床全自动夹紧系统的设计[D];哈尔滨工程大学;2007年
10	徐志平;基于有限元方法的切削加工过程动态物理仿真关键技术研究[D];山东大学;2008年

	【二级参考文献】
	【二级参考文献】

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前5条

1	顾立志,袁哲俊,龙泽明,张丽萍;正交切削中切屑温度分布的研究[J];机械工程学报;2000年03期
2	杨继昌，刘伟成;工件表面层加工硬化深度的数值分析[J];机械工程学报;1995年03期
3	李振加，曲贵民，董丽华，严复钢，徐亦红，刘宇锋,融亦鸣;横向卷曲短螺卷屑折断数学模型与折断判据[J];机械工程学报;1996年06期
4	王西彬,师汉民,陆涛;切削过程的分叉与突变[J];机械工程学报;1997年06期
5	杨继昌，刘伟成;低速正交金属切削中工件表层加工硬化深度的预报[J];应用科学学报;1995年03期

	【相似文献】
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前10条

1	叶永南;刘君;郭学锋;徐春杰;张忠明;;热力耦合数值模拟往复挤压AZ31成形过程[J];兵器材料科学与工程;2007年06期
2	吴琼;张以都;张洪伟;赵晓慈;;不同条件下的正交切削温度场的数值分析[J];机械强度;2009年06期
3	宿崇;唐亮;侯俊铭;王宛山;;基于FEM与SPH耦合算法的金属切削仿真研究[J];系统仿真学报;2009年16期
4	周献庭;周建;刘伟波;张林;;TE103单模微波谐振腔的有限元数值模拟[J];辽宁石油化工大学学报;2006年04期
5	胡文斌;王建江;李伟波;吴江;武斌;;有限元法在热喷涂技术中的应用和发展[J];兵工自动化;2007年04期
6	胡肇炜;柳德金;洪蕾;;激光熔覆齿轮齿面的应力场有限元模拟[J];大型铸锻件;2009年03期
7	张振兴;肖刚;李四平;;横向纤维搭桥下的脱层屈曲数值模拟[J];上海交通大学学报;2010年01期
8	闫洪华;王海波;郑小平;;AZ91D镁合金半固态触变成形的数值模拟[J];塑性工程学报;2006年03期
9	邹艳明;林高用;杨益航;周玉雄;;铜、铁、铜叠片热轧复合的数值模拟[J];钢铁研究学报;2011年07期
10	李德宝,孟超,何秀娟;斜角切削过程的数值模拟[J];工具技术;2005年11期

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前10条

1	吴维军;卢育芳;倪国华;谢先坤;;青草沙水源地工程输水闸进水井结构有限元分析[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（一）[C];2008年
2	李自良;程赫明;陈君若;刘美红;魏镜弢;;磁场淬火过程应力场的数值模拟[A];第三届中国热处理活动周暨第六次全国热处理生产技术改造会议论文专辑[C];2005年
3	申长雨;刘春太;;注塑成型数值模拟的研究进展和发展趋势[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
4	刘晓魁;聂朝胤;冯史勋;张建国;;激光相变硬化的三维有限元模拟[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年
5	刘冬霞;梁力;李明;;起重机桥架主梁结构优化设计[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
6	吕殿利;张惠娟;汪友华;耿跃华;;输油管线感应加热器的有限元模拟及其参数设计[A];电工理论与新技术学术年会论文集[C];2005年
7	郑鹏飞;李大超;涂光祺;;用有限元法揭示钣材挤压工艺的成形特点[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年
8	马劲红;张文志;陈伟;晁世萍;;波纹轨腰钢轨万能轧制有限元研究[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年
9	杨国梁;杨军;甯尤军;;桥梁爆破拆除的有限元法模拟研究[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
10	李苏洋;罗迎社;李颂文;许小虎;周建罗;;FE数值模拟应用实例及其分析[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年

中国重要报纸全文数据库

前10条

1	通讯员朱江　冯明农;风能项目组研讨数值模拟产品共享[N];中国气象报;2010年
2	本报记者　赵亚辉;探寻“大气”的奥秘[N];人民日报;2005年
3	张晓健;二重大型铸锻件数值模拟国家工程实验室获批[N];中国冶金报;2007年
4	向杰实习生：孙馨;在计算机上模拟大气和海洋运动[N];科技日报;2005年
5	本报记者吴楠　通讯员许家帅;数值模拟预测工程效果指导工程建设[N];中国交通报;2008年
6	上海交通大学潘健生;材料热处理过程的数值模拟[N];科技日报;2002年
7	杨雄飞;炼钢与环境技术的研究方法[N];世界金属导报;2007年
8	付冰赵辉;油藏数值模拟技术成为“常规武器”[N];中国石油报;2007年
9	;堤基管涌机理和防治关键问题研究为堤防提供科学参考[N];中国水利报;2008年
10	本报记者杨靖;使命的召唤[N];科技日报;2002年

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前10条

1	彭自强;数值流形方法与动态裂纹扩展模拟[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2003年
2	谈梅兰;三维曲井内钻柱的双重非线性静力有限元法[D];南京航空航天大学;2005年
3	韩志东;金属板材成形的数值模拟[D];清华大学;1998年
4	王刚;南海西北部陆架潮频内波生成过程的数值模拟[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2006年
5	寇哲君;可扩展冲击—接触并行计算及其在汽车碰撞模拟中的应用[D];清华大学;2003年
6	李天成;电阻率成像技术的二维三维正反演研究[D];中国地质大学（北京）;2008年
7	张昭;搅拌摩擦焊接过程中材料行为及力学响应的数值模拟[D];大连理工大学;2006年
8	李立新;热轧板带的数值模拟、组织预报及工艺优化[D];重庆大学;2003年
9	孙喜新;济阳坳陷馆陶组构造特征及成藏模式研究[D];中国科学院研究生院（广州地球化学研究所）;2005年
10	严春吉;液体射流分裂雾化机理及内燃机缸内工作过程的模拟[D];大连海事大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库

前10条

1	刘书强;中厚板轧制过程数值模拟及工艺优化[D];山东科技大学;2005年
2	曹延欣;连杆盖温挤模具结构优化设计与分析研究[D];吉林大学;2005年
3	陈正江;电弧熔射成形法快速制造模具技术研究[D];大连理工大学;2006年
4	何凡;含三维残余应变因素的动脉壁力学研究[D];北京工业大学;2006年
5	何静波;喷射电镀层激光重熔的温度场分析及应用研究[D];南京航空航天大学;2006年
6	罗宁;三维结构撞水的流固耦合动力响应分析[D];华中科技大学;2005年
7	孙向东;板材成形分析与数值模拟[D];沈阳工业大学;2006年
8	赵斌;基于ANSYS的激发极化法中地形影响问题的数值模拟[D];中南大学;2007年
9	韩成辉;测压铜柱静态及动态力学特性分析[D];南京理工大学;2008年
10	郑必成;继电器瞬态温度场仿真计算及其试验[D];华中科技大学;2008年

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