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岳彩旭 著

图书标签:

• 金属切削
• 有限元
• 仿真
• 加工工艺
• 机械制造
• 材料力学
• 数值计算
• CAE
• 模具设计
• 切削力

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030468598

版次：31

商品编码：12233983

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-11-01

页数：272

字数：326000

正文语种：中文

内容简介

《金属切削过程有限元仿真技术》开展了金属切削过程有限元仿真技术的研究，旨在推进该技术在金属切削过程研究中的应用。《金属切削过程有限元仿真技术》首先阐述了切削过程基础理论，综述了切削过程有限元仿真技术的国内外研究现状和发展趋势；然后介绍了切削过程有限元仿真关键技术，并基于Abaqus对典型仿真案例进行了详细介绍；在此基础上，对金属车削和铣削过程进行了仿真分析，并探讨了刀具磨损仿真和切削过程控制仿真；最后对不同仿真软件的研究结果进行了特性对比。《金属切削过程有限元仿真技术》成果丰富了金属切削机理的研究手段。

目录

目录
序言
前言
第1章 金属切削过程基本规律及研究方法 1
1.1 切削运动和切削用量 1
1.2 切削变形区 2
1.3 切屑的形成 3
1.3.1 切屑的形成过程 3
1.3.2 切屑的类型 4
1.3.3 研究切屑的方法 5
1.4 切削力 6
1.4.1 切削力的来源 7
1.4.2 影响切削力大小的主要因素 7
1.4.3 切削力的研究方法 8
1.5 切削热和切削温度 9
1.5.1 切削热的产生和传出 10
1.5.2 影响切削温度的主要因素 10
1.5.3 切削热和切削温度的研究方法 11
1.6 已加工表面质量 12
1.6.1 已加工表面粗糙度 13
1.6.2 表层材质变化 14
1.6.3 已加工表面质量的研究方法 15
1.7 本章小结 16
参考文献 16
第2章 金属切削过程有限元仿真技术 18
2.1 有限元法的基本思想 18
2.2 有限元法的一般分析流程 18
2.3 有限元分析的基本步骤 23
2.4 有限元分析的基本假设 23
2.5 有限元分析计算成本估计和结果评价 25
2.6 有限元技术在金属切削研究中的应用 26
2.6.1 金属切削研究中常用的有限元分析软件 26
2.6.2 有限元仿真技术在金属切削过程中的应用 28
2.7 本章小结 30
参考文献 30
第3章 基于Abaqus的金属切削过程有限元仿真 32
3.1 前处理 32
3.1.1 部件模块 34
3.1.2 属性模块 37
3.1.3 装配模块 40
3.1.4 分析步模块 41
3.1.5 相互作用模块 42
3.1.6 载荷模块 43
3.1.7 网格模块 44
3.2 模型的提交与运算和后处理 46
3.2.1 模型的提交与运算 46
3.2.2 后处理 48
3.3 基于Abaqus的金属切削过程仿真应用实例 49
3.3.1 Module：Part（部件） 50
3.3.2 Module：Property（创建材料属性） 52
3.3.3 Module：Assembly（装配） 58
3.3.4 Module：Step（分析步） 59
3.3.5 Module：Mesh（网格） 61
3.3.6 Module：Interaction（接触） 64
3.3.7 Module：Load（载荷） 68
3.3.8 Module：Job（作业） 69
3.3.9 Module：Visualization（后处理） 70
3.4 本章小结 74
参考文献 75
第4章 金属切削加工仿真常用的本构模型 76
4.1 切削过程金属变形分析 76
4.1.1 切削金属材料变形的物理性质 76
4.1.2 切削过程中材料的塑性变形 78
4.2 弹塑性材料本构模型 79
4.2.1 幂函数形式的本构方程 79
4.2.2 Johnson-Cook本构方程 80
4.2.3 Zerilli-Armstrong本构方程 80
4.2.4 Bodner-Parton本构方程 81
4.2.5 常用本构模型的应用和对比 81
4.3 Johnson-Cook本构方程参数及其求解过程 81
4.4 淬硬钢准静态压缩试验 86
4.4.1 Cr12MoV模具钢的材料属性 86
4.4.2 试验设备选择和试验试样的制备 87
4.4.3 准静态压缩试验结果分析 88
4.5 Cr12MoV模具钢的动态力学性能试验 88
4.5.1 霍普金森压杆试验原理 89
4.5.2 霍普金森压杆试验 89
4.5.3 霍普金森压杆试验结果 91
4.6 Johnson-Cook本构模型系数敏感性仿真分析 93
4.7 材料本构参数对锯齿形切屑形成影响的仿真分析 96
4.7.1 锯齿形切屑的表征 96
4.7.2 材料本构参数的仿真分析 99
4.8 本章小结 101
参考文献 101
第5章 Abaqus网格及接触摩擦处理技术 103
5.1 网格划分技术 103
5.1.1 网格种子 103
5.1.2 网格单元 105
5.1.3 网格划分技术分类及举例 112
5.1.4 网格划分问题处理 114
5.2 接触属性设置技术 116
5.2.1 定义接触面 116
5.2.2 设置接触对 118
5.3 接触属性 120
5.3.1 切向接触 121
5.3.2 法向接触 122
5.3.3 热传递 122
5.3.4 热生成 122
5.4 刚体约束 123
5.5 本章小结 124
参考文献 124
第6章 基于Abaqus的稳态切削过程仿真 125
6.1 二维稳态切削过程仿真 125
6.1.1 仿真模型的转化 125
6.1.2 有限元仿真模型的建立 125
6.1.3 切屑的形成过程 127
6.1.4 应力场分析 128
6.1.5 切削温度分析 128
6.1.6 不同刀具参数对切削力的影响分析 129
6.1.7 仿真结果验证 131
6.2 三维稳态切削过程仿真 132
6.2.1 有限元仿真模型的建立 133
6.2.2 切屑的形成过程 133
6.2.3 切削力分析 134
6.2.4 切削温度分析 134
6.2.5 仿真结果验证 135
6.3 本章小结 136
参考文献 136
第7章 基于Abaqus的非稳态切削过程仿真 138
7.1 非稳态切削仿真实现手段 138
7.1.1 Abaqus/Explicit显式算法 138
7.1.2 动态分析程序设置 138
7.1.3 稳定性限制 139
7.1.4 Abaqus/Explicit中的单元失效模拟 139
7.1.5 有限元模型的质量放大 140
7.1.6 准静态分析过程中的质量放大 141
7.2 二维非稳态切削过程仿真 143
7.2.1 有限元仿真模型的建立 143
7.2.2 切屑的形成过程 144
7.2.3 不同刃口对切削力的影响分析 144
7.2.4 不同刃口对切削温度的影响分析 145
7.2.5 不同刃口对已加工表面残余应力影响分析 146
7.2.6 仿真结果验证 147
7.3 非稳态切削过程三维有限元仿真 147
7.3.1 有限元仿真模型的建立 148
7.3.2 切屑的形成过程 148
7.3.3 锯齿形切屑形成过程的温度场分析 149
7.3.4 切削力的历程输出 149
7.4 本章小结 150
参考文献 150
第8章 基于Abaqus 的三维铣削过程仿真 151
8.1 建立成形铣刀几何模型 151
8.2 建立有限元仿真模型 151
8.2.1 材料及刀具特性 151
8.2.2 有限元仿真模型建立的过程 152
8.3 切屑的形成过程 162
8.4 铣刀结构对铣削力的影响 163
8.4.1 铣刀齿数对铣削力的影响 163
8.4.2 铣刀螺旋线旋向对铣削力的影响 165
8.4.3 铣刀等齿距与不等齿距对铣削力的影响 166
8.5 铣削试验与结果分析 167
8.5.1 试验条件 167
8.5.2 单因素试验设计 168
8.5.3 铣刀齿数对铣削力及振动的影响 169
8.5.4 铣刀螺旋线旋向对铣削力及振动的影响 170
8.5.5 铣刀等齿距与不等齿距对铣削力及振动的影响 171
8.6 有限元仿真结果精度的验证 173
8.7 本章小结 174
参考文献 174
第9章 切削过程刀具磨损的有限元仿真 176
9.1 刀具磨损形式 176
9.1.1 正常磨损 176
9.1.2 非正常磨损 177
9.2 刀具磨损过程 177
9.2.1 初期磨损 178
9.2.2 正常磨损 178
9.2.3 剧烈磨损 178
9.3 刀具磨损研究 179
9.3.1 PCBN刀具磨损机理研究 179
9.3.2 切削条件对刀具磨损影响的研究 182
9.3.3 刀具磨损对切削过程影响的研究 184
9.4 刀具磨损的预测 189
9.4.1 刀具磨损率模型的选择 190
9.4.2 基于有限元法刀具磨损计算程序设计 191
9.4.3 计算前、后刀面节点位移 197
9.4.4 更新刀具几何形状 199
9.5 本章小结 199
参考文献 200
第10章 基于Abaqus的参数化建模及切削工艺优化 201
10.1 Abaqus的二次开发简介 201
10.1.1 Abaqus二次开发语言及途径 203
10.1.2 Python语言在Abaqus 中的应用 203
10.2 切削过程有限元参数化建模 206
10.2.1 参数化技术概述 206
10.2.2 自定制切削参数化界面的实现 206
10.2.3 Abaqus中切削模型参数化的实现步骤 207
10.3 基于有限元仿真的切削工艺优化控制研究 212
10.3.1 优化算法介绍 212
10.3.2 切削仿真优化设计的数学模型 216
10.3.3 Abaqus与iSIGHT联合仿真技术 218
10.3.4 切削工艺优化及试验验证 221
10.4 本章小结 224
参考文献 224
第11章 有限元软件仿真结果对比 226
11.1 Deform介绍 226
11.1.1 Deform主要功能介绍 226
11.1.2 Deform-2D、Deform-3D介绍 227
11.1.3 Deform主窗口介绍 228
11.1.4 Deform的特性分析 236
11.2 Third Wave AdvantEdge介绍 236
11.2.1 Third Wave AdvantEdge主要功能介绍 237
11.2.2 Third Wave AdvantEdge主要窗口介绍 238
11.2.3 Third Wave AdvantEdge主要模块 240
11.2.4 Third Wave AdvantEdge的特性分析 251
11.3 二维切削过程仿真模型的建立 251
11.3.1 二维切削过程仿真 251
11.3.2 二维切削过程仿真结果的比较 252
11.4 三维切削过程仿真模型的建立 254
11.4.1 三维切削过程仿真 254
11.4.2 三维切削过程仿真结果的比较 255
11.5 本章小结 257
参考文献 257

《工程材料力学性能与应用》 内容简介： 本书深入探讨了工程材料在实际应用中所展现出的关键力学性能，并结合具体工程案例，全面阐述了材料性能与结构设计之间的密切联系。全书围绕材料在受力、变形和失效等基本力学行为展开，力求为读者提供一个系统、扎实的材料力学知识体系。 第一章 工程材料的基本力学性能 本章首先介绍工程材料的宏观力学性能，包括弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度、断裂韧性、硬度等基本概念。详细阐述了这些性能参数的物理意义、测试方法（如拉伸试验、硬度试验、冲击试验等）以及它们在材料选择中的重要性。同时，介绍了材料在不同温度、湿度和应力状态下的性能变化规律，为后续章节的深入分析奠定基础。 第二章 材料的应力与应变分析 本章聚焦于材料在受力作用下的内部状态。详细讲解了应力（正应力、剪应力）和应变（正应变、剪应变）的概念，以及它们之间的本构关系，重点阐述了线性弹性、弹塑性行为模型。通过分析单轴、双轴和三轴应力状态，引导读者理解材料内部应力分布的复杂性。本章还将介绍应力集中现象及其对构件强度的影响，为结构设计中的应力控制提供理论依据。 第三章 材料的强度与失效分析 本章是材料力学性能应用的核心。详细讲解了材料的强度准则，如许用应力法、应力强度比法等，并结合实际工程案例，指导读者如何根据材料性能和载荷条件进行强度校核。此外，本章深入探讨了材料的各种失效模式，包括屈服、断裂（脆性断裂、韧性断裂）、疲劳、蠕变等，并分析了影响这些失效模式的因素。读者将学习到如何通过材料选择、结构优化和工艺改进来提高构件的可靠性和使用寿命。 第四章 常用工程材料的力学性能特点 本章将重点介绍几种在工程领域应用广泛的材料，如钢、铝合金、钛合金、高分子材料和陶瓷材料。针对每种材料，详细阐述其独特的力学性能特点，包括其优势、劣势以及适用的工程环境。例如，钢的高强度和良好的加工性，铝合金的轻质高强和耐腐蚀性，钛合金在高温和腐蚀环境下的优异表现，以及高分子材料的低密度、绝缘性和可设计性。本章还将简要介绍复合材料的力学性能及其在航空航天、汽车等领域的应用前景。 第五章 材料性能对结构设计的影响 本章将材料力学性能与结构设计紧密结合。阐述了在结构设计过程中，如何根据预期的载荷、工作环境和安全要求，选择合适的工程材料。通过具体的结构设计案例，例如桥梁、飞机机翼、压力容器等，分析材料性能如何影响结构的尺寸、形状和连接方式。本章还将介绍一些常见的材料选型原则和方法，以及如何平衡材料成本、性能和加工工艺。 第六章 材料的损伤与残余寿命评估 本章关注材料在使用过程中可能发生的损伤积累，以及如何评估构件的剩余使用寿命。详细介绍损伤力学理论，分析应力、应变、裂纹萌生与扩展等因素对材料损伤的影响。讲解了常用的残余寿命评估方法，如基于裂纹扩展的模型、基于损伤演化的模型等，并结合工程实践，探讨了定期检测和维护在延长构件使用寿命中的重要性。 第七章 材料的微观结构与宏观性能的关系 本章深入探讨材料微观结构对其宏观力学性能的影响。介绍了晶体结构、晶界、位错、相变等微观结构特征，并解释了它们如何影响材料的强度、韧性和加工性。本章还将介绍一些影响材料微观结构的工艺手段，如热处理、变形强化等，并说明如何通过调控微观结构来优化材料的宏观力学性能。 第八章 材料在极端环境下的力学行为 本章将重点讨论材料在高温、低温、腐蚀、辐射等极端环境下的力学性能变化。分析了高温下的蠕变和氧化、低温下的脆性转变、腐蚀介质对材料性能的劣化作用，以及辐射环境对材料结构和性能的影响。本章将提供针对不同极端环境下的材料选择和防护策略的建议。 第九章 新型工程材料的力学性能与发展趋势 本章展望了工程材料领域的发展前沿。介绍了近年来涌现的一些新型工程材料，如高性能金属合金、智能材料、生物医用材料等，并重点分析了它们独特的力学性能和潜在的应用领域。本章还将探讨材料科学与工程领域未来的发展趋势，包括材料的智能化、绿色化和可持续发展等。 总结： 《工程材料力学性能与应用》是一本面向工程技术人员、材料科学研究者以及相关专业学生的实用性教材。本书通过深入浅出的讲解和丰富的工程案例，帮助读者构建扎实的材料力学理论基础，掌握材料性能分析和评估的方法，并能够将其有效地应用于实际工程设计与材料选择中，从而提高工程结构的可靠性、安全性和经济性。

评分☆☆☆☆☆

《金属切削过程有限元仿真技术》在切削力与切削热的仿真方面，给予了我前所未有的深刻洞察。长期以来，切削力是评价切削过程好坏的关键指标之一，但其大小和方向受到多种因素的制约，难以精确预测。而切削热的产生，更是直接影响刀具寿命、工件表面质量以及加工精度。这本书并没有简单地给出一个计算切削力的公式，而是通过建立精细的有限元模型，将材料的本构关系、刀具的几何形状、切削参数以及摩擦条件等一系列影响因素统一起来，进行耦合仿真。我惊奇地发现，通过这样的仿真，我可以“看到”切削力是如何从材料的塑性变形和摩擦过程中产生的，其在刀具上的分布以及合力的大小和方向。这使得我对切削过程中的能量传递有了更直观的理解。同样，切削热的仿真也极大地拓展了我的认知。书中详细阐述了热源的确定，包括塑性变形产生的热、摩擦产生的热以及工件材料内部的热传导。通过对这些热源的精确建模，有限元仿真能够模拟出切削区域内瞬态的温度场分布，包括刀具、工件以及切屑的温度变化。这对于我理解为什么在某些切削条件下容易出现热变形，或者如何通过合理的冷却策略来降低切削温度，都提供了坚实的科学依据。我尤其欣赏作者在处理刀具-工件界面摩擦生热方面的细致讲解，这往往是切削热的主要来源之一，而精确模拟这一过程，对于预测刀具寿命和工件表面完整性至关重要。通过这本书，我能够更自信地分析切削力波动的根源，并为优化切削参数、选择合适的冷却液和润滑方式提供精确的仿真数据支撑。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在机械制造领域摸爬滚打多年的工程师，我一直对如何更深入地理解和优化金属切削过程有着强烈的追求。市面上关于切削加工的书籍琳琅满目，但很多都停留在现象描述和经验总结的层面，缺乏对内在机理的深入剖析。直到我遇到了这本《金属切削过程有限元仿真技术》，才算是找到了一个真正能够解答我心中疑惑的宝藏。这本书，简直就是为我这样渴望从理论层面掌控切削过程的实践者量身定做的。它并没有简单地罗列各种切削参数和加工方法，而是另辟蹊径，将现代科学研究的利器——有限元方法，巧妙地引入到复杂的金属切削问题中。我印象最深的是其中关于材料本构模型建立的部分，作者详尽地阐述了如何根据金属材料在高温、高压、高应变率下的变形特性，构建出能够准确反映切削过程中材料行为的数学模型。这不仅仅是理论上的探讨，更是为后续的仿真分析奠定了坚实的基础。书中关于塑性变形、断裂机制、摩擦以及热传递的仿真模型，都力求逼真地模拟出切削区域内发生的复杂物理现象。我尤其欣赏的是，作者并没有止步于模型的构建，而是进一步深入探讨了网格划分策略、边界条件设定以及求解器选择等一系列影响仿真精度的关键技术。这些细节的处理，对于一个初次接触有限元仿真的读者来说，无疑是至关重要的指导。读完这部分内容，我仿佛打开了新世界的大门，看到了以往只能靠经验去猜测的切削区域，现在可以被细致入微地“看见”，甚至可以“触摸”到刀刃与工件接触处的温度和应力分布。这对于指导实际加工参数的优化，以及预测刀具磨损和工件表面质量，都具有极其重要的理论和实践意义。它让我明白，传统的“试错法”在面对日趋复杂的加工要求时，已经显得力不从心，而有限元仿真则提供了一条高效、经济且精准的解决之道。

评分☆☆☆☆☆

《金属切削过程有限元仿真技术》在“切屑再加工与材料回收”的仿真应用探索方面，展现了其前瞻性和巨大的社会价值，令我眼前一亮。在当今注重可持续发展的时代，如何高效地处理切屑，实现材料的再利用，已经成为一个亟待解决的问题。传统上，我们更多地是将切屑视为废弃物，进行简单的收集和处理。然而，这本书则提供了一个全新的视角，通过仿真技术，我们可以深入理解切屑在再加工过程中的行为，并为材料回收提供科学的依据。我尤其被其中关于“切屑破碎仿真”的内容所吸引。作者详细介绍了如何利用有限元模型来模拟切屑在破碎机中的受力情况，预测破碎过程的能量消耗，以及优化破碎机的结构设计，以获得更小的粒径和更均匀的切屑颗粒。这对于提高切屑的回收效率和后续的材料再利用至关重要。此外，书中还探讨了如何通过仿真来预测不同切屑成分的金属在熔炼和重铸过程中的行为，例如如何控制熔炼温度、如何避免杂质的引入，以及如何确保重铸材料的性能。这使得我们能够更有效地将切屑转化为有价值的原材料，从而实现资源的循环利用。通过对这些章节的学习，我意识到，切屑不仅仅是生产过程的副产品，更是潜在的宝贵资源。通过有限元仿真，我们可以更深入地了解切屑的内在价值，并为切屑的有效回收和再加工提供科学的技术支撑。这不仅能够降低制造成本，减少环境污染，还能够为实现“绿色制造”和“循环经济”贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

《金属切削过程有限元仿真技术》中关于“新型刀具设计与性能评估”的仿真应用，为我打开了全新的思路。在刀具制造领域，创新和改进是永恒的主题。然而，传统的新型刀具开发过程，往往需要大量的物理样机制作和实验测试，周期长、成本高、风险大。这本书则提供了一个强大的虚拟设计和评估平台，让我们能够在新刀具尚未实际制造出来之前，就对其性能进行全面的预测和评估。我特别被其中关于如何仿真“微观刀刃几何形状”对切削性能影响的章节所吸引。作者详细介绍了如何将微米级别的刀刃形状，例如刀尖圆弧半径、刀刃倒角、刀刃槽纹等，精确地引入到有限元模型中，并观察它们对切削力、切屑形成以及刀具磨损的影响。这使得我能够深入理解，微小的几何形状变化，如何会对宏观的切削过程产生如此显著的影响。此外，书中还探讨了如何通过仿真来评估新型刀具材料（如陶瓷、硬质合金、PCD等）在切削过程中的优势和劣势，以及如何通过改变刀具涂层来改善其性能。例如，我可以仿真比较两种不同涂层的刀具在加工同一材料时的刀具寿命和切削力表现，从而选择更优的涂层方案。通过对这些章节的学习，我不再是“闭门造车”式的刀具设计，而是能够基于仿真结果，进行更加理性、更加精准的设计优化。这极大地缩短了新刀具的研发周期，降低了研发成本，并提高了新刀具的成功率，为刀具行业的创新发展提供了强有力的技术支持。

评分☆☆☆☆☆

《金属切削过程有限元仿真技术》在“多刀具协作仿真”这个主题上，展现了其在复杂加工场景下的强大应用潜力，给我留下了深刻的印象。在实际的复杂零件加工中，往往需要用到多种刀具，例如铣刀、钻头、镗刀等，它们协同工作，才能完成复杂的加工任务。然而，在多刀具协作的情况下，切削力的耦合、切屑的交互影响以及热量的累积效应，会使得整个加工过程变得更加复杂和难以预测。这本书则提供了一个全新的视角，通过建立精密的有限元模型，能够模拟出多个刀具在同一加工过程中协同工作的场景。我被其中关于如何处理多个刀具接触区域的仿真方法所吸引。作者详细阐述了如何将不同刀具的仿真模型进行耦合，并且能够准确地计算它们之间的相互影响，例如一个刀具的加工过程对另一个刀具的切削力、切削热以及工件变形产生的影响。这对于我理解和优化例如多轴加工、复合加工等复杂工艺至关重要。我尤其欣赏书中关于如何仿真“间歇切削”场景的讲解，例如在铣削过程中，刀具与工件的接触是时断时续的，这会对切削力、切削热以及刀具的磨损产生显著的影响。通过有限元仿真，我们可以清晰地“看到”这种间歇切削的动态过程，并分析其对加工结果的影响。这使得我能够更精准地预测在多刀具协作加工中可能出现的潜在问题，例如刀具的干涉、切屑的堆积以及加工精度的波动，并有针对性地采取措施，例如优化刀具路径、调整加工顺序以及设计合理的刀具补偿，从而实现高效、稳定的复杂零件加工。

评分☆☆☆☆☆

《金属切削过程有限元仿真技术》中关于“切削参数优化”的章节，对我来说简直是如获至宝。长期以来，切削参数的选择，如切削速度、进给量、切削深度等，往往是依靠经验、图表或者简单的理论公式来确定的。虽然这些方法在一定程度上有效，但对于复杂材料、新型刀具以及高精度加工要求，其局限性愈发明显。这本书则提供了一个基于物理仿真、更加科学和精准的优化方法。作者详细阐述了如何利用前文所建立的各项仿真模型（如切削力、切削热、刀具磨损、工件表面质量等），构建一个完整的切削过程仿真框架。然后，通过对关键切削参数进行系统性的扫描和变化，并观察仿真结果对这些性能指标的影响，来找出最优的参数组合。我尤其欣赏书中关于“多目标优化”的讲解。在实际加工中，我们往往需要在刀具寿命、加工效率、工件表面质量以及能耗等多个目标之间进行权衡。作者通过引入优化算法，例如遗传算法、响应面法等，能够在一个仿真框架内，找到一个能够同时满足多个优化目标的切削参数方案。这使得我不再需要“大海捞针”式地去尝试各种参数组合，而是能够通过仿真，快速而准确地找到最适合特定加工场景的切削参数。例如，在加工一种新型的难加工合金时，我可以通过仿真来预测不同切削速度和进给量组合对刀具寿命和工件表面粗糙度的影响，从而选择一个既能保证刀具寿命，又能获得良好表面质量的参数范围。这对于提高生产效率、降低制造成本以及提升产品竞争力，都具有极其重要的意义。

评分☆☆☆☆☆

《金属切削过程有限元仿真技术》在“非常规加工方法”仿真领域的探讨，为我拓展了视野，让我看到了更多潜在的加工可能性。在传统切削加工之外，还有许多非常规的加工方法，例如电火花加工（EDM）、激光加工（LBM）、超声波辅助加工等，它们在加工高硬度材料、复杂形状零件以及微纳尺度加工等方面展现出独特的优势。然而，这些非常规加工方法往往伴随着更加复杂的物理过程，例如电弧放电、激光诱导的相变、超声波的振动耦合等，使得对其机理的理解和工艺参数的优化变得更加困难。这本书则提供了一个强大的仿真工具，让我们能够深入研究这些非常规加工过程。我尤其被其中关于“电火花加工（EDM）”的仿真内容所吸引。作者详细介绍了如何利用有限元模型来模拟电火花放电过程中产生的瞬时高温高压等离子体，以及其对工件材料的侵蚀作用。通过仿真，我们可以“看到”电火花是如何在材料表面形成微小的坑洞，并了解电火花能量分布对加工精度和表面质量的影响。这对于优化电火花加工的脉冲参数、电极材料以及工作液，以达到更高的加工效率和更优的表面质量，提供了重要的指导。同样，书中关于“超声波辅助加工”的仿真，也让我对如何利用超声波的微小振动来改善切削过程中的润滑、减小切削力以及提高表面质量有了更深入的理解。通过对这些章节的学习，我意识到，有限元仿真不仅适用于传统的切削加工，更能够为探索和优化各种新型、非常规的加工技术提供强大的理论支持和技术手段，为未来的先进制造技术发展提供了无限可能。

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在阅读《金属切削过程有限元仿真技术》关于切屑形成与分离的仿真章节时，我感受到了前所未有的震撼，仿佛置身于微观的切削世界，亲眼见证着金属材料如何被刀刃“撕裂”。过去，我们对切屑形态的理解往往停留在宏观的观察和分类，如带状切屑、短切屑等，以及它们与切削参数之间的经验性关联。但这本书则将我们带入了切屑形成机制的本质，通过有限元模型，我们能够清晰地“看到”材料内部的微观裂纹是如何萌生、扩展，并最终导致切屑的形成与分离。作者详尽地介绍了如何利用损伤力学模型来描述材料在切削过程中发生的塑性变形和断裂，并将其耦合到有限元仿真中。通过对模型参数的调整，我们可以模拟出不同切削条件下产生的不同形态的切屑，甚至可以预测切屑的弯曲、卷曲以及粘附在刀具上的行为。这对于解决切屑排不畅、积屑瘤形成等常见的加工难题，提供了全新的解决方案。我印象最深刻的是，书中对于“剪切带”的仿真分析。作者通过高精度网格划分和精细的本构模型，能够清晰地展示出切屑形成过程中材料内部应力集中形成的狭窄剪切带，以及材料在该区域内发生的剧烈变形和断裂。这种对微观机制的深入揭示，让我对切削过程的理解上升到了一个新的高度。它不仅仅是关于切屑的形态，更是关于材料在极端应力状态下的内在行为。通过对这些章节的学习，我能够更准确地预测在特定切削条件下可能出现的切屑问题，并有针对性地采取措施，例如优化刀具前角、调整切削速度和进给量，甚至设计特殊的排屑槽，从而实现更流畅、更高效的切削。

评分☆☆☆☆☆

读罢《金属切削过程有限元仿真技术》中关于刀具磨损和断裂的仿真章节，我着实为作者的严谨和深入感到震撼。以往在理解刀具寿命时，我们往往更多地依赖于经验公式和实验数据，但这些方法在面对新型刀具材料、复杂刀具几何形状以及极端切削条件时，其预测精度会大打折扣。这本书则提供了一个全新的视角。它不仅仅是告诉你刀具磨损会发生，而是通过精密的有限元模型，让你能够“看到”磨损是如何一步步发生的，其背后的物理机制是什么。作者详细介绍了如何将磨损的累积过程与切削过程中的热-力耦合效应联系起来，通过数值模拟预测刀具前刀面、后刀面以及刀尖的磨损量和磨损形貌。更令人惊叹的是，书中还对刀具的断裂行为进行了仿真分析，包括脆性断裂和韧性断裂的可能性。通过对刀尖区域应力集中、裂纹萌生和扩展过程的模拟，我们可以提前预警刀具可能出现的断裂风险，从而避免因刀具意外失效而造成的生产停滞和工件报废。这对于追求高效率、高可靠性生产的企业来说，简直是福音。我特别注意到其中关于“磨粒磨损”、“粘结磨损”和“疲劳磨损”等不同磨损机制的仿真建模方法，作者能够根据不同的切削条件和刀具材料，选择并优化相应的磨损模型，并将其耦合到整个切削过程中。这种细致入微的处理，使得仿真结果更加贴近实际。通过对这些章节的学习，我不再是被动地接受刀具寿命的“结果”，而是能够主动地去“理解”和“影响”刀具寿命的“过程”。这对于我选择更合适的刀具材料、优化刀具涂层、甚至设计新型的耐磨刀具，都提供了强有力的理论支持和仿真工具。

评分☆☆☆☆☆

《金属切削过程有限元仿真技术》关于工件表面完整性仿真的内容，对于我这样追求高精度加工的工程师来说，无疑是点亮了一盏明灯。在实际生产中，工件表面粗糙度、加工硬化、残余应力等指标，直接决定了零件的性能和使用寿命。但传统上，我们更多的是通过反复试验和调整加工参数来尝试达到理想的表面质量，这不仅耗时耗力，而且效果往往难以保证。这本书则提供了一个强大的仿真工具，让我们能够“预见”切削过程对工件表面产生的影响。作者详细阐述了如何将切削过程中的热-力耦合效应与工件表面的微观形变联系起来，通过有限元模型来模拟工件表面产生的残余应力、加工硬化层深度以及表面粗糙度。我尤其欣赏书中关于残余应力仿真的部分，它不仅仅是简单地计算应力值，而是通过模拟切削过程中温度的快速变化和材料的塑性变形，来分析引起残余应力产生的原因，例如热应力、相变应力以及机械应力。这使得我能够理解为什么在某些加工条件下容易产生拉应力或压应力，以及这些应力如何影响零件的疲劳性能。同样，对于加工硬化层的模拟，也让我能更清楚地了解刀具与工件表面接触区域材料硬度的变化，这对于后续的精加工操作至关重要。通过对这些章节的学习，我不再是“被动地”等待加工结果，而是能够通过仿真“主动地”去优化加工参数，例如选择合适的刀具，调整切削深度和进给量，甚至采用特殊的加工策略，以期获得更加优异的工件表面质量，减少后续的磨削、抛光等精加工工序，从而提高生产效率，降低制造成本。

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有点薄，而且印刷质量不好。

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