DEFORM难加工材料切削性能仿真研究切削要素比较(4)

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本文主要是对ＤＥＦＯＲＭ－３Ｄ软件经行学习，运用仿真软件对ＧＨ４１６９难切削加工材料的切削过程经行模拟仿真，并研究在改变切削参数：经给量，背吃刀量，切削速度情况下，对刀具受力以其刀具的切削温度经行比较研究。得出，在不同切削参数下，切削温度，切削力的变化趋势。对解决实际生产中，对难切削加工材料切削参数的选择，具有重要的实际意义，通过模拟仿真，可以大大提高研究的效率，节约实际生产的成本。

第二章有限元理论的学习

2.1 有限元法的简介

有限元法(Finite Element Method,简称FEM)是一种高效能、常用的计算方法。有限元法在早期是以变分原理为基础发展起来的，所以它广泛地应用于以拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场中（这类场与泛函的极值问题有着紧密的联系）。自从1969年以来，某些学者在流体力学中应用加权余数法中的迦辽金法(Galerkin)或最小二乘法等同样获得了有限元方程，因而有限元法可应用于以任何微分方程所描述的各类物理场中，而不再要求这类物理场和泛函的极值问题有所联系。其基本思想是：由解给定的泊松方程化为求解泛函的极值问题。

2.2 有限元法的原理及运用步骤

FEM是将连续的求解域离散为一组单元的组合体，用在每个单元内假设的近似函数来分片的表示求解域上待求的未知场函数，近似函数通常由未知场函数及其导数在单元各节点的数值插值函数来表达。从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。FEM的运用步骤主要分为以下三步：

步骤一：剖分

将待解区域进行分割，离散成有限个元素的集合．元素（单元）的形状原则上是任意的．二维问题一般采用三角形单元或矩形单元，三维空间可采用四面体或多面体等．每个单元的顶点称为节点（或结点）。

步骤二：单元分析

进行分片插值，即将分割单元中任意点的未知函数用该分割单元中形状函数及离散网格点上的函数值展开，即建立一个线性插值函数

步骤三：求解近似变分方程

用有限个单元将连续体离散化-源^自,751<文.论(文]网>www.751com.cn，通过对有限个单元作分片插值求解各种力学、物理问题的一种数值方法。有限元法把连续体离散成有限个单元：杆系结构的单元是每一个杆件；连续体的单元是各种形状（如三角形、四边形、六面体等）的单元体。每个单元的场函数是只包含有限个待定节点参量的简单场函数，这些单元场函数的集合就能近似代表整个连续体的场函数。根据能量方程或加权残量方程可建立有限个待定参量的代数方程组，求解此离散方程组就得到有限元法的数值解。