Modele konstytutywne materiałów obrabianych i narzędziowych w zastosowaniu do symulacji metodą elementów skończonych

• Autorzy: Niesłony P. , Kwiatkowska E. , Grzesik W.
• Konferencja: Metody oceny struktury oraz własności materiałów i wyrobów/sympozjum ( XXII ; 6-8.XI.2007 ; Svratka, Czechy)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Od drugiej połowy dwudziestego wieku następował intensywny, systematyczny rozwój metod modelowania procesu skrawania. Zastosowanie metod numerycznych w mechanice procesu skrawania pozwoliło na dynamiczny rozwój metod symulacyjnych wykorzystywanych do analizy różnych operacji obróbkowych. Coraz szersze wykorzystanie MES do modelowania procesu obróbki skrawaniem można przypisać istotnym cechom tego sposobu symulacji obróbki, takim jak: przedstawienia właściwości modelowanych materiałów w sposób kompleksowy jako funkcji stopnia odkształcenia, prędkości odkształcenia oraz temperatury, modelowania oddziaływań kontaktowych pomiędzy wiórem a ostrzem z wykorzystaniem różnych teorii tarcia, określenia i zdefiniowania złożonych geometrycznie krawędzi powstających podczas symulacji tworzenia wióra, uzyskania, oprócz wynikowych wartości sił skrawania oraz geometrii wióra, również wartości lokalnych pól naprężeń czy temperatur, zbadania, poprzez zmianę danych wejściowych jak i warunków brzegowych modelu, jakościowego i ilościowego wpływu tych oddziaływań na przebieg procesu skrawania. W oparciu o metodę elementów skończonych (MES) tworzy się płaskie lub i przestrzenne symulacje procesu z pełna wizualizacja prognozowanego rozkładu naprężeń, odkształceń i temperatury w strefie skrawania. W MES model ujmuje, oprócz aspektu geometrycznego (usieciowanie, topologia) również odpowiednie mechaniczne i termiczne warunki brzegowe oraz związane z tym dane materiałowe. W literaturze do modelowania MES-em procesu skrawania wykorzystuje się różne modele materiałowe: plastyczne, sprężysto-plastyczne, lepko-plastyczne oraz sprężysto-lepko-plastyczne. W niektórych modelach dodatkowo uwzględnia się wpływ temperatury.

Słowa kluczowe

PL

proces obróbki skrawaniem; metody modelowania procesu skrawania; mechanika procesu skrawania; metoda elementów skończonych; MES; modele materiałowe

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 321, z. 89
• Strony: 127--128
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Niesłony P.

autor

Kwiatkowska E.

autor

Grzesik W.

• Politechnika Opolska, Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji

Bibliografia

• [1] KALHORI V.: Modeling and Simulation of Mechanical Cutting, Doctoral thesis, 2001, Lulea University of Technology.
• [2] MARUSICH T.D., ORTIZ M.: Finite Element Simulation of High-Speed Machining, 1994, Mechanics in Materials Processing and Manufacturing, ASME, s. 137-149.
• [3] MARUSICH T.D., ORTIZ M.: Modelling and Simulation of High-Speed Machining, 1964, Int. J. Num. Meth. Engng., vol.38, s. 3675-3694.
• [4] UMBRELLO D., M’SAOUBI R., OUTEIRO J.C.: The influence of Johnson–Cook material constants on finite element simulation of machining of AISI 316L steel, I. J. Machine Tools & Manufacture, 2007, vol.47, s. 462–470.
• [5] FANG N.: A new quantitative sensitivity analysis of the flow stress of 18 engineering materials in machining, J. Engineering Materials and Technology, 2005, vol.127, s.192-196.
• [6] ÖZEL T., ZEREN E.: Finite Element Method Simulation of Machining of AISI 1045 Steel With A Round Edge Cutting Tool, Proc. of 8th CIRP Int. Workshop on Modeling of Machining Operations, Chemnitz, Germany, 2005, s. 533-541.
• [7] CHANDRASEKARAN H., M’SAOUBI R., CHAZAL H.: Modelling of material flow stress in chip formation process from orthogonal milling and split Hopkinson bar tests, Machining Science and Technology, 2005, vol.9, s.131–145.
• [8] M’SAOUBI R.: Aspects Thermiques et Microstructuraux de la coupe. Application a` la coupe orthogonale des aciers auste´ nitiques, Ph.D Thesis, ENSAM-Paris, February 1998.
• [9] ADIBI-SEDEH A.H., MADHAVAN V., BAHR B.: Extension of Oxley’s Analysis of Machining to Use Different Material Models, J. Manufact. Science and Engineering, 2003, vol.125, s. 656 – 666.
• [10] MEYER L.W., HALLE T., HERZIG N.: Determination of special material behaviour and development of constitutive equations for numerical simulations of high speed cutting processes, Proc. of 8th CIRP Int. Workshop on Modeling of Machining Operations, Chemnitz, Germany, 2005, s. 131-138.