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第1章 绪论1

1.1金属切削有限元仿真研究现状及发展趋势1

1.1.1金属切削有限元建模研究现状1

1.1.2金属切削有限元仿真研究进展5

1.1.3金属切削有限元仿真研究发展趋势8

1.2本书主要内容9

参考文献10

第2章 切削理论基础15

2.1金属切削变形15

2.1.1切屑类型15

2.1.2切屑卷曲17

2.1.3切削变形规律23

2.2切削力26

2.2.1二维切削26

2.2.2三维切削28

2.2.3切削力变化规律30

2.3切削热32

2.3.1切削热的产生与传递33

2.3.2切削热变化规律35

2.4刀具的失效38

2.4.1刀具磨损39

2.4.2刀具破损40

2.4.3刀具耐用度41

2.5已加工表面质量44

2.5.1表面粗糙度46

2.5.2表层硬化47

2.5.3残余应力48

2.6本章小结50

参考文献52

第3章 有限元仿真方法58

3.1金属切削模型58

3.1.1材料模型59

3.1.2几何模型60

3.1.3摩擦模型62

3.1.4剪切区域模型65

3.2有限元方法求解步骤65

3.2.1基本思想65

3.2.2求解步骤66

3.2.3分析过程68

3.3金属切削有限元方法69

3.3.1拉格朗日有限元方法70

3.3.2欧拉有限元方法71

3.3.3任意拉格朗日-欧拉有限元方法71

3.4有限元建模中的几个问题73

3.4.1分离准则73

3.4.2其他准则77

3.4.3热传导方程78

3.5本章小结79

参考文献80

第4章 金属切削死区形成机理研究83

4.1引言83

4.2刀具形态有限元仿真87

4.2.1有限元模型建立88

4.2.2速度场分析93

4.2.3应力场及温度场94

4.2.4残余应力的分布96

4.2.5切削力与进给力97

4.3稳态摩擦死区形成机理98

4.3.1切削死区形成98

4.3.2切削速度影响分析100

4.3.3稳态摩擦强度102

4.3.4有限元网格划分102

4.4动态摩擦死区形成机理104

4.4.1有限元建模107

4.4.2摩擦条件类型108

4.4.3静态摩擦规律分析109

4.4.4动态摩擦规律分析113

4.5本章小结115

参考文献116

第5章 材料硬化对切屑形成影响的研究122

5.1引言122

5.2材料硬化率几何模型124

5.3拉格朗日有限元模型126

5.4非稳态切削条件下有限元仿真研究128

5.4.1切屑形态分析128

5.4.2切屑的形成过程131

5.4.3材料硬化率分析131

5.4.4应变场及温度场132

5.4.5应力场及温度场133

5.4.6切削力与切削能量134

5.5本章小结135

参考文献136

第6章 切屑锯齿化程度研究139

6.1引言139

6.2锯齿状切屑形成机理研究143

6.2.1有限元模型构建143

6.2.2锯齿状切屑的形成144

6.2.3模拟仿真分析146

6.3切屑锯齿化程度与表面质量研究151

6.3.1切屑锯齿化程度151

6.3.2切屑锯齿化程度系数152

6.3.3已加工表面质量155

6.4本章小结157

参考文献158

第7章 切削润滑条件对表面质量影响研究161

7.1引言161

7.2二维切削仿真研究164

7.2.1二维切削模型与切削形态分析164

7.2.2切削力与切削温度166

7.2.3工件表面应力的变化分析167

7.3三维切削仿真研究169

7.3.1三维切削模型与切屑形态的对比分析169

7.3.2切削力与切削温度171

7.3.3工件表面应力的变化分析173

7.4本章小结174

参考文献175

第8章 总结与展望178

8.1总结178

8.2展望179