Моделирование процесса резания конструкционной стали с использованием конечноэлементного пакета ANSYSWorkbench

Abstract

Представлена методика моделирования процесса резания при точении конструкци- онной стали (сталь 45). Для моделирования использован конечно-элементный пакет ANSYS Workbench, задача решалась в трехмерной постановке. Для моделирования пластической деформации и разрушения материала использована модель Джонсона-Кука, позволяющая учесть кинематическое упрочнение и адиабатический разогрев деформируемого материала. В качестве критерия стружко- отделения выбрано критическое значение деформации сдвига в слое, разделяющем заготовку и стружку. Имитировалось сводное резание, величина подачи инструмента учитывалась за счет ши- рины среза. В результате моделирования получены поля напряжений и деформаций обрабатываемого материала и инструмента, а также тепловое поле стружки и обрабатываемого изделия. Получен- ные результаты хорошо согласуются с известными в литературе экспериментальными данными, а также не противоречат традиционным положениям теории резания. Предложенная методика мо- делирования позволяет исследовать напряженно-деформированное и тепловое состояние процесса резания, условия стружкообразования, прогнозировать параметры качества поверхностного слоя.