硬态切削过程建模技术研究发展

硬态切削以加工柔性好、经济性和环保性好等特点,在汽车行业、轴承行业、液压行业等被广泛采用。而针对于预测硬态切削加工性能和优化加工参数等方面,仿真建模技术不仅起到了重要作用,还能更好地反映切削加工本质,对实际生产加工具有一定的理论指导作用。对国内外硬态切削仿真建模方法进行了介绍,综述了切屑形成、切削力、切削温度、刀具磨损和已加工表面质量的仿真建模方法,并对其今后的发展方向进行了初步的展望。     

钛合金TC4切削温度变化规律仿真研究

以钛合金TC4为研究对象,在仿真计算中将切削区的温度分为切屑上的温度、已加工表面的温度和刀具上温度进行分析.分析结果表明,切屑上的最高温度、已加工表面的最高温度、刀具上的最高温度都随切削速度的提高而提高.如果在研究中选择的切削温度测量点为切屑上的点和已加工表面上的点,由于不同切削速度下切削温度变化率的不同以及测量仪器的响应速度和采样周期的不同,可能会出现切削温度随切削速度先增加后降低的结果.如果所选择的切削温度测量点为刀具上某点,则在切削过程中不会出现温度先上升后降低的现象.     

高速切削过程数值模拟的研究进展

近年来,有限元仿真技术在高速加工模拟中越来越受到广泛的应用,在研究高速加工机理、切削工艺参数方面具有不可替代的作用.介绍了国内外高速切削过程教值仿真技术的研究进展,阐述了高速切削过程数值仿真的关键技术,包括材料的本构模型、温度场和热力的耦合、切屑与工件的分离和断裂、切屑与刀具的接触和摩擦、网格控制等技术;还总结了数值仿真技术在高速切削几个方面的应用,主要包括切屑的形成、刀具切入过程刀具磨损与破损、难加工材料的可加工性、切屑的控制与刀具设计;最后还对高速切削过程数值仿真的发展方向作了初步的探讨.     

基于FEM与SPH耦合算法的金属切削仿真研究

采用FEM与SPH耦合算法进行了金属切削加工仿真研究,模拟了切削过程中材料的本构行为模拟结果表明,切削过程是切削层材料受到刀具的推挤后而产生的以剪切滑移为主的塑性变形过程;在切削过程中,切削力从零开始迅速增大,然后又减小,最后在一定范围内变动;稳定切削后,前刀面上的最大等效应力在距离切削刃一定距离处上下波动.与有限元仿真结果相比较,材料的变形情况与应力分布基本相符,验证了FEM与SPH耦合算法应用于金属切削仿真研究的可靠性.     

二维金属切削过程的数值模拟

本文基于数值模拟技术,借助于有限元软件成功地模拟了二维金属切削过程中切屑形成及切削区应力、应变变化的过程,计算出了剪切角及切削起始阶段切削力的变化,并通过实验验证了这一规律的正确性。该方法新颖、独特,从而为金属切削理论研究和刀具产品开发领域中提出一种更为有效、更为可靠的研究方法。     

介观尺度铣削表面形貌仿真物理模型

介观尺度铣削工艺受到尺度效应的强烈影响。综合考虑主轴跳动度、最小切削厚度、间断性切屑成形等因素对切削力的影响,建立介观尺度三维铣削力模型;利用虚位移原理建立柔性铣刀弹性变形模型,建立面向介观尺度铣削的微型柔性螺旋立铣刀铣削表面创成物理模型。在此基础上,构建介观尺度铣削表面形貌三维仿真算法,并给出仿真算例。     

基于Deform-3D轴向超声辅助磨削仿真试验

磨削过程可视为大量随机分布磨粒切削形成的累积效应,因此可以把复杂的磨削过程简化为单颗磨粒的切削过程。提出了一种新的超声辅助单颗磨粒磨削的仿真方法:利用Deform-3D软件,对轴向超声振动辅助磨削时单颗磨粒的速度进行加载,完成磨削力和磨削温度的仿真。仿真结果表明:在相同磨削条件,超声振动辅助磨削弧区最高温度值低于普通磨削最高温度值;超声振动辅助磨削磨粒的法向磨削力及切向磨削力均小于普通磨削条件下所得到的磨削力;随着磨粒速度增加,磨削弧区温度升高,法向磨削力与切向磨削力下降,而其磨削力比增大;随着磨粒切削深度的增加,磨削弧区温度升高,法向磨削力与切向磨削力上升,而其磨削力比下降。     

精密超声振动切削单晶铜的计算机仿真研究

精密超声振动车削是一种非常有应用前景的加工技术，是将一定振幅（一般小于30微米）的高频振动添加到刀具的运动过程的加工方法。对金属的超声波振动正交切削加工进行了非线性弹塑性有限元模拟分析，采用新的材料本构关系模型，在考虑刀具与工件间的存在摩擦的情况下，对超声波振动切削的一个周期进行了细节的分析，给出了振动加工过程中应力分布的变化和切削区温度分布的变化规律．揭示了振动车削降低切削力、切削热的原因。     

基于有限元分析的高速切削温度场建模与仿真

为了研究高速切削加工过程中的温度场分布情况,根据金属切削平面应变原理及温度场的有限元理论,通过对材料本构模型、刀-屑接触摩擦等关键物理环节建模,建立了正交切削有限元模型.采用伴随刀具行程移动的网格窗口描述切削区的局部大变形,使用摩擦窗口表述刀/屑间的摩擦关系,设定合适的热边界条件和形变边界条件对高速切削AISI-1045钢的温度场进行数值模拟.研究表明,最高温度集中在刀/屑接触面上刀尖附近的局部区域;刀具最高温度点位于前刀面上距刀尖不远处;工件内部温度几乎不变,仅表面的薄层发生温度变化;切削速度对切削温度影响很大,高速时温升变缓;切削厚度对切削温度影响较小.     

车削毛刺形成有限元仿真研究

根据刀具和工件的相对运动,建立了一种新型机热耦合车削毛刺形成有限元模型,利用撑板法解决了残留在工件侧面多余塑性变形对运算结果的影响,并大大提高了运算效率.根据车削毛刺形成过程模拟结果的分析,发现了在毛刺形成阶段工件被切削层材料既有弯曲塑性变形又有部分材料被切除的现象.结合AISI1045钢车削试验,对所建立的模型进行了验证,结果表明:车削毛刺尺寸模拟结果和试验结果取得了较好的吻合.该模型的建立为深入研究毛刺形成过程中切削热、切削力、工件材料形变、塑性流动等提供了一条有效的途径.     

THE 8~(th) INTERNATIONAL CONGRESS ON INDUSTRIAL AND APPLIED MATHEMATICS

正August 10-14,2015Beijing,ChinaThe International Congress on Industrial and Applied Mathematics(ICIAM)is the premier international congress in the field of applied mathematics held every four years under the auspices of the International Council for Industrial and Applied Mathematics.From August 10 to 14,2015,mathematicians,scientists     

2014 List of Referees

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TSINGHUA UNIVERSITY,Beijing, China

正AF:Any Field The School of Economics and Management at Tsinghua University(Tsinghua SEM)invites applications for faculty positions at all levels(Assistant Professor,Associate Professor and Full Professor)in any fields of business administration and management.Tsinghua SEM is the only school     

《Journal of Systems Science and Systems Engineering》Contents of Volume 23,2014

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Call for Papers The 12th International Conference on Service Systems and Service Management ICSSSM'15

正June 22-24,2015Guangzhou,China http://iec.cnsba.com/index.htmlCo-Sponsored by:ffiEE SMC(pending)South China University of Technology The Chinese University of Hong Kong Tsinghua UniversityHosted bv:School of Business Administration,South China University of Technology,China Conference Co-Chairs:     

分布交互仿真技术综述

介绍了ＤＩＳ的技术特点,综述了ＤＩＳ中关键技术和相关技术,并对目前ＤＩＳ发展过程中遇到的问题进行了深入的分析与论证。     

Innovation Versus Environmental Protection Presumptions

The paper is about negotiating with issues that discourage innovation. The subject is environmental deterioration, with concern directed at the impediments that keep it from being innovatively resolved. The paper is organized around three issues. (1) The dominant model of environmental concern, called environmental protection, is managed predominantly via command and control approaches. (2) Command and control, by relying on analytical segmentation to subdivide the problem into digestible bits and using formal legislation to direct it, are not up to emerging challenges in the area. (3) More robust models are available but difficult to experiment with due to impediments that discourage change. These impediments are seen in ideals associated with protection, prevention, recycling, and sustainability that tend to do more to sustain harmful practices than to seek beneficial alternatives. Being able to appreciate the underlying restrictions of entropy could help stimulate a more innovative agenda. These issues are tested via a project funded by the EPA entitled ENERGY STAR Homes.