基于MSG理论的微切削加工有限元仿真研究

为了研究微切削加工机理,提出了基于位错机制应变梯度塑性理论的微切削材料本构模型建立方法及新的应变梯度求解方法,基于任意拉格朗日-欧拉自适应网格划分技术,建立了铝合金微切削加工动态物理仿真模型。预测了铝合金微切削加工过程中的切削力、切削温度及金属停滞区。结果发现当刀尖圆弧半径与切削厚度比值较大时,微切削工件的温度最高区域沿刀具刃口分布,与普通切削最高温度分布位置不同。并且工件最高温度随刃口半径的增大而增大,指出刀刃圆弧半径效应是导致此现象的主要原因。预测了铝合金Al2024-T3微切削加工过程中的金属停滞区,指出金属停滞区面积随刃口半径的增大而增大。并分析了金属停滞区对加工表面质量及加工过程稳定性的影响。