公考,家教,作文,写作,答案,中考,高考,语文,英语,培训,教师,律师,秘书,文秘,作业,辅导
&>&&>&基于ABAQUS软件的覆盖层中塑性混凝土防渗墙的应力变形分析_李龙舟
基于ABAQUS软件的覆盖层中塑性混凝土防渗墙的应力变形分析_李龙舟_6800字
2014年第2期
科技创新与应用
基于ABAQUS软件的覆盖层中塑性混凝
土防渗墙的应力变形分析
（三峡大学水利与环境学院，湖北宜昌443002）
要：塑性混凝土防渗墙在土石坝加固工程中得到了广泛的应用，防渗墙的设计和施工对土石坝的安全运行至关重要。文章基于
有限元分析软件ABAQUS，实现Goodman非线性接触模型的二次开发，并应用于土体与结构材料接触面的数值模拟。结合某土石坝
工程实例，对软弱覆盖层上塑性混凝土防渗墙进行数值计算，分析防渗墙在蓄水前和蓄水后等不同阶段的工作特性，同时考虑混凝
为塑性混凝土防渗墙在土石坝中的应用提供一定参考依据。土弹模的改变和泥皮参的变化对防渗墙应力变形的影响，
关键词：土石坝；覆盖层；塑性混凝土；防渗墙；接触模型；应力变形引言
在深厚覆盖层上修建土石坝，常采用浇筑混凝土防渗墙、帷幕
灌浆等技术，来截断地下渗流通道，保证坝基的抗滑稳定性。大坝坝体在施工和蓄水以后，由于受到大坝自重和水荷载的作用，大坝和坝基会产生较大的变形。混凝土防渗墙作为大坝防渗体，由于其弹性模量与周围土体的巨大差异，变形的不协调性，会使防渗墙承受很高的拉应力和压应力而致使混凝土防渗墙遭受破坏。20世纪60年代国外通过对常规混凝土的改性，掺加一定数量的膨润土或黏土来替代常规混凝土中的大部分水泥，而出现了塑性混凝土材料（其弹模一般小于2000MP，抗压强度低于5MP），并开始应用于土石
20世纪80坝坝体的防渗处理，引起了国际大坝工程界的高度关注。
年代中后期，我国开始研究塑性混凝土，并在一些临时围堰中得以
应用，同时少量试用于大坝。
在防渗墙的施工过程中，墙体混凝土在开挖成槽时，多采用泥浆护壁的方法来保证槽孔稳定，泥浆渗入地层会在槽孔孔壁表面形成泥皮，在混凝土浇筑完成后，泥皮依然会粘结在槽壁上。因此，墙
体上下游面与覆盖层土体之间都会有泥浆渗透形成的泥皮。很多学者对土与结构接触面之间的力学特性及其影响因素进行了研究，
张嘎，张建证实泥皮的存在会对接触面的力学性质产生显著影响。
民进行了粗粒土与结构之间夹有泥皮和无泥皮两种状态的接触面单调和循环剪切试验，表明泥皮对接触面力学特性的影响程度不仅与泥皮本身的特性及其厚度有关，还与构成接触面的结构面材料与
粗粒土的特性有关。张治军、饶锡保、王志军等采用大型叠环单剪仪，对砂砾石料与夹泥皮的结构物所形成接触面的力学特性进行了相关试验分析，分析了泥皮厚度对接触面特性的影响并提出了接触面在不同泥皮厚度下所适用的数学模型[4]。杨春鸣、邵生俊、刘鑫通过实验确定了夹有泥皮时不同粗粒土级配与结构接触面的强度和摩擦系数[5]。
在塑性混凝土防渗墙数值模拟中往往忽略了泥皮对防渗墙应力变形的影响。本文利用有限元分析软件ABAQUS的用户子程序，实现Goodman模型的二次开发，对在覆盖层中采用塑性混凝土防渗墙防渗的某土石坝进行了数值计算，分析防渗墙在蓄水前和蓄水后等不同阶段的工作状态，同时考虑塑性混凝土弹模的改变和泥皮参的变化对防渗墙应力变形的影响。
1.1Goodman模型
本文利用Goodman接触模型来模拟塑性混凝土防渗墙和周围土体之间的接触作用，能够更好地考虑墙体和土体之间的承载力分配问题。
Goodman单元不考虑两个方向的相互耦合，接触面是在受力之间完全吻合，即单元没有厚度只有长度，法向应力只与法向相对位
移有关，剪应力只与切向相对位移有关。本构关系为
?P???k????（1）
了大量的单元库和求解模型，用户可以利用这些模型处理大多数的
增加单元类型、本构关问题。并能利用其提供的用户子程序接口，
接触模型等。在ABAQUS所提供的通用平台上有可能实现特定系、
问题的有限元数值仿真计算，以满足用户的个性化分析计算的需求[7]。
ABAQUS提供用户自定义接触面摩擦模型的子程序是FRIC。ABAQUS的提供的面与面接触和Goodman模型相同的是没有厚度只有长度，区别仅在于摩擦模型不同。因此，在FRIC子程序中只要考虑接触面上摩擦接触特性就可以，而把判断接触面是否脱开的任务交给ABAQUS进行。在FRIC程序中，我们只需给出两个方向的ks。克拉夫和邓肯认为剪应力和相对剪切位移之间符合双曲线关系[8]，则ks1、ks2表示为
????????K?k??1?R?）（2??p??tan????
??????????（3）k?1?RK???????p???tan?
式中K1、K2、Rf、n为非线性指标，由试验确定；δ为接触面摩擦角。
2.1工程概况
某水库土石坝加固对旧坝体与覆盖层采用塑性混凝土防渗墙、强风化基岩层采用帷幕灌浆的综合防渗措施进行处理。坝顶高程1136.90m，坝高36.7m，坝顶宽度6m。防渗墙桩号范围为：0-070～0+936.8，全长1006.8m，设计墙厚0.8m，最大墙深59.92m。大坝加固后桩号0+562.5断面图如图1所示，坝体填土为中等压缩低液限黏土，坝基从上到下依次为覆盖层、强风化岩、若风化岩。防渗墙厚布置在坝轴线上有1.8m处，底部深入弱风化岩5m。
图10+562.5断面大坝剖面图
2.2模型概况
模型计算按平面应变问题处理，计算整个范围自坝址和坝踵分别向上游延伸100m，模型中坝基两端采用滑动支座，约束水平方向位移，坝基底端采用固定支座，约束一切变形。加载过程按土石坝施工和蓄水过程模拟。坝体、覆盖层和塑性混凝土防渗墙材料均按照?????k?0???????????????P????,??????,?k?????ks，式中：kn分别为切向刚度系数非线性材料考虑，????计算模型采用邓肯·张E-B模型。土与结构的接?????????????0k??，
和法向刚度系数。触面采用基于ABAQUS二次开发的Goodman单元模拟。计算材料
1.2Goodman模型在ABAQUS中的二次开发参数见表1。由于防渗墙顶端的高塑性土和防渗墙底部的灌浆帷幕ABAQUS是由美国HKS公司开发的非线性有限元分析软件系与坝址处的排水棱体的面积相对较小，且缺乏相对可靠的土工参统。它在材料、几何和接触非线性方面的分析能力居世界领先水平，数，故计算中忽略其影响。以高求解效率和高计算精度在工程界和学术界赢得了声誉和信赖，2.3计算结果是强大的非线性有限元计算分析工具。ABAQUS为广大的用户提供图2～图5给出了墙体（K=3000）在蓄水前和蓄水后的应力变形
科技创新与应用
2014年第2期
表1土石坝坝体、覆盖层、防渗墙材料参数
?沿高程的分布规律。
（1）蓄水前墙体的应力变形分析。墙体竖向应力均为压应力，墙体上下游面应力分布情况基本一致，对于墙体顶部和下部，都出现了上游面竖向应力略大于下游面，对于墙体中部，上下游面竖向应力差别不大，受力较均匀。墙体的大主应力的分布规律与竖向应力基本相同，小主应力随墙体高程的增加而逐渐减小，上下游面小主应力差别不大，受力较均匀。
墙体有向上游倾斜的趋势，最大水平变形为23.29cm，发生在墙体顶处；墙体最大垂直变形为37.69cm，竖直向下，同样发生在墙体顶部。
图5墙体竖向应力沿高程分布图
）蓄水前；（b）蓄水后（a
墙体顶处出现了一定程度的应力集中，最大压应力达到了1.54MP；
蓄水对部新填坝体和覆盖层交界处也出现了一定程度的应力集中。
墙体的垂直变形影响不大。
（3）塑性混凝土模量变化对墙体的影响。为了考虑塑性混凝土
模量的变化对墙体应力变形的影响，取模量K为3000、
这三种方案进行数值计算，分析比较应力变形的变化。计算结果如表2所示。
图2防渗墙的水平位移和竖向位移沿高程分布图
图3墙体大主应力沿高程分布图
（a）蓄水前；（b）蓄水后
随着塑性混凝土模量的增加，墙体变形减小，但变化不大；墙体
的大主应力和小主应力整体呈增大趋势，最大压应力普遍增高，墙体的受拉程度明显增加。在弹模达到8000时，墙体下游面出现了受拉区域，小主应力随高程的分布出现了剧烈的振荡，对防渗墙的受力状态产生不利影响。模量较小对防渗墙的受力状态不会产生较大的影响，而防渗墙的强度则随着模量的降低显著的减小；模量增大，防渗墙墙体强度大大的提高了，但防渗墙也出现了明显的受拉区，对防渗墙不利。因此，在设计时应根据工程地质条件、水位及坝型等综合选取防渗墙的弹性模量，尽量降低塑性混凝土的模量，同时提高墙体的强度。
（4）泥皮的参数变化对墙体的影响分析。为了考虑泥皮的作用对防渗墙应力变形的影响，分别对接触面摩擦系数为0.2，0.3和0.4的情况进行模拟，对防渗墙在蓄水前和蓄水后的应力变形情况进行分析。结果见表3所示。从表中可以看出，无论是在蓄水前还是蓄水后，摩擦系数越大，防渗墙的大主应力、小主应力和竖向应力都会增
摩擦系数越大，墙体和周围土体之加，而墙体的最大水平位移减小。
间的变形协调能力略微下降。接触面参数的变化对防渗墙的应力变形影响是有规律的，但变化量相对较小。
图4墙体小主应力沿高程分布图
（a）蓄水前；（b）蓄水后
（2）蓄水后墙体的应力变形分析。蓄水到正常蓄水位，墙体的中下部在上游面受到较大的水压力，可以看到墙体的水平变形向下游有一定的回复，但仍然偏向上游，这就使得墙体的竖向应力或者大主应力有所减小。同时，在水压力的作用下，其围压提高，小主应力明显增大。从图4、图5可以看出，在墙体下部覆盖层与基岩交界面
本文基于有限元分析软件ABAQUS，实现Goodman模型的二次开发，对覆盖层中采用塑性混凝土防渗墙的某土石坝进行了数值计算，同时分析比较了弹性模量和接触面参数对坝体塑性混凝土防渗墙的应力变形影响。通过数值计算分析，可得到如下结论：
（1）防渗墙在蓄水前和蓄水后均处于受压状态，无拉应力。在基岩到覆盖层和覆盖层到填土的过渡段都出现了一定程度的应力集中，最大压应力不超过2.0MP，所以从抗压强度上考虑，墙体是安全可靠的。
（2）墙体的最大应力值受混凝土模量的影响较为敏感。随着混凝土模量的提高，塑性混凝土的强度越高，同时混凝土的最大应力值也越高。但墙体的变形对混凝土模量的影响不敏感。尽量降低塑性混凝土的模量，对降低墙体的应力是有好处的。
（3）防渗墙的墙体与覆盖土体接触参数的变化会对墙体应力变
2014年第2期
科技创新与应用
助力农村信息化对提升云南移动公司
竞争力的影响研究
（中国移动通信集团云南有限公司昆明分公司，云南昆明650000）
要：文章的前半部分主要阐述了目前国内外农村信息化的现状和云南移动在助力农村信息化方面所采取的战略。文章通过
总结分析农村信息化存在的问题，和对云南移动市场潜在进入者、业内的竞争对手、供应商的力量、购买者和替代品的五力分析，
解析了云南移动助力农村信息化的优势所在。
关键词：农村信息业务；云南移动；竞争力；影响研究随着移动通信技术的快速发展，移动信息化大潮开始席卷各行
以移动信息化助力地方各业。云南移动充分发挥移动通信的优势，
经济发展，推进国民经济和社会信息化进程。面对云南省农村信息化的建设与应用远远不能满足农民、农村对信息的需求的问题，如何解决云南农村“三农”问题，“缩小数字鸿沟”等问题，云南移动主动请缨，助力农村信息化的发展，同时提升自身在通信行业的竞争力。
由于云南移动通市场信息化应用的日益崛起，城区市场的渗透率已经基本趋于饱和，农村市场将会是各个运营商争先强占的市场。于是本文的后半部分就是通过农村信息化对云南移动公司竞争力的作用和影响进行分析，找出了影响云南移动公司竞争力的因素。最后，本文结合云南移动公司“业务与服务”领先的战略，“品牌”战略，提出了助力农村信息化的发展策略。
1国内外农村信息化现状分析1．1发达国家农村信息化现状分析1.1.1世界信息技术发展
世界信息技术的发展大致经历了3个阶段。第一阶段是20世纪50~60年代的以科学计算为主的农业计算机应用；第二阶段是70~80年代开展数据处理、模拟模型研究和知识处理的研究；第三阶段是90年代以来新的发展时期，这一时期有如下特征：
）网络技术的应用得到了空前的普及，农业生产、科技、管理（1
和市场信息通过国际互联网进行传播。
（2）卫星数据传输系统在农业领域得到应用。（3）专家系统、模型系统、智能信息系统的开发和应用。（4）“3S”技术在农业领域的应用日趋成熟。1.1.2发达国家农村信息化现状分析农业发达国家如美国、德国、日本、以色列等在其中许多领域都已经形成比较成熟的技术和科研实力而且这种优势随着信息技术的加速发展有拉大与发展中国家差距的趋势。美国是农业信息化发达国家的代表，美国自计算机技术诞生以来就一直是世界计算机科学技术的领先者，在网络出现后美国又率先提出和发展了世界因特网。美国由于其体制设计的特别，新技术出现后能够很快的应用到实际生产中去。
在20世纪90年代以后，以美国为代表的西方发达国家在农业信息化方面发展很快，在完成农业工业化和农业机械化后已进入农
信息业信息化时代，农业生产力得到很大提高，农业信息市场建设、
体系法制化制度化等方面不断得到深化。
进行农村信息化要从系统的角度来发展。需要借鉴国外发达国家的经验，统筹规划、以最终建立一个跨地域、跨部门、跨行业的高效、全文的农村信息体系为发展目标，以推动农村信息化的健康、快
速地发展。
1．2国内农村信息化现状分析
我国农村信息化工作在1981年中国建立了第一个计算机农业应用研究机构-中国农业科学计算中心，计算机技术开始在农业科研中得到应用，并且我国决策层已经在改革开放同国外接触的过程中看到了信息化的强大作用，已经开始注意到农业生产工作中应用计算机信息技术。此后一阶段有关专家系统和决策支持系统的研究开始了。但是，在这一时期我国农业科研工作与实践的结合不够紧密，没有在信息应用方面积累形成一定的经验和模式，与农业区划技术专家和地方农业结合不够紧密，影响到其应用效果。同时我国在农业科技方面的数据、资料、信息在数量、更新和集中度方面与农业的实际要求相差还较远。
1．3云南农村信息化现状分析云南地处西南边陲，是一个聚边疆、民族、山区为一体的贫困大省，全省有84%的土地是沟壑纵横，峰峦叠嶂的高原山区，农业人口占全省总人口的83.7%，由于历史和自然条件等原因，边远山区经
不通电、不通电话。济落后，仍有相当数量的村寨至今不通路、
云南省农业、气象、水利、林业、农科等各类涉农部门从上世纪90年代中期就开始了农村信息化建设。截至目前，各部门实施的相关项目包括：远程教育乡镇综合信息中心试点项目、信息入乡工程、电脑农业专家系统、远程教育网（中央、地方、社会投入资金近10个亿）、农业信息网等，涉农企业开发的花卉、生物资源以及特色经济作物网站内容也十分丰富。
农村信息化传递途径主要有亲朋好友和示范户、电视、农村信息服务点、村组织等，局限性和波动性较大。
图1村信息化途径数据来源：2005年科技部的调查结果
1．4农村信息化存在的问题运营商网络覆盖不完善；营商建设的信息点不到位；运营商资金投入不足。
形产生影响较小。
[1]高钟璞.大坝基础防渗墙[M].北京：中国电力出版社，2000.[2]王清友，孙万功，熊欢.塑性混凝土防渗墙[M].北京：中国水利水电出版社，2008.[3]张嘎，张建民.夹有泥皮粗粒土与结构接触面力学特性试验研究[J].岩土力学，）：.
饶锡保，王志军.泥皮厚度对结构接触面力学特性影响的[4]张治军，
试验研究[J].岩土力学，）：.
邵生俊，刘鑫.考虑泥皮作用的深厚覆盖层坝基防渗墙应[5]杨春鸣，
力变形特性分析[J].西北农林科技大学学报，）：1～10.
[6]GoodmanRF，TaylorRL，BrekkeTL.AModelfortheMechanicsofJointedRock[J].JournaloftheSoilMechanicsandFoundationDiv.ASCE，）:637-660.
[7]费康,张建伟.ABAQUS在岩土工程中的应用[M].北京:中国水利水电出版社,2010.[8]Clough，G.W.Duncan，J.M.FiniteElementAnalysisofRetainingWallBehavior[J].JournaloftheSoilMechanicsandFoundationDiv.，ASCE，）:.
冬至风时夜晚，又一次降临，雨点噼啪地落在窗沿上．心，再一次由火热降到了零度． 风雨吹打着我的思绪，不知为什么，在今日爱上了在雨中漫步－－不带任何雨具，任凭雨点打在我的脸上，手上，只可惜，今日的雨的确小了些．我想，这大概就是茫然吧？在茫然中，夜，静得似…
尊敬的老师们、亲爱的同学们：大家好！在这个金秋送爽，硕果飘香,秋色宜人，享受丰收喜悦的季节里，我们又迎来了一个崭新的学期，首先我代表学校祝愿同学们每天都能快快乐乐，健康成长。过去的一学年，我们全体师生迎难而上，与时俱进，开拓创新，各方各面的工作稳步前…
科技创新2014年第2期科技创新与应用基于ABAQUS软件的覆盖层中塑性混凝土防渗墙的应力变形分析李龙舟（三峡大学水利与环境学院，湖北宜昌443002）摘要：塑性混凝土防渗墙在土石坝加固工程中得到了广泛的应用，防渗墙的设计和施工对土石坝的安全运行至关…
《鲁提辖拳打镇关西》教案（第一课时） 教学目标： １．学习通过重要情节的语言动作描写来表现人物性格 ２．了解在正义与邪恶斗争中鲁达的性格，学习其精神 ３．初步认识封建社会的黑暗 教材分析： 重点：１．故事情节 ２．性格分析 难点：从人物描写中分析人物…
2011——2012学年上期 小学五年级语文期末考试题学校_________ 班级___________ 姓名_________考，你一定能考到好成绩！第一部分：基础知识乐园（40分） 一.调动积累，完成练习。（6分,每空1分）1.本学期我们学了毛…
本文由()首发，转载请保留网址和出处！
免费下载文档：文档分类：
下载前请先预览，预览内容跟原文是一样的，在线预览图片经过高度压缩，下载原文更清晰。
您的浏览器不支持进度条
淘豆网网友近日为您收集整理了关于基于ABAQUS的金属切削过程中***温度场模拟研究.pdf的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：2008年第 42卷Nol1 基于 ABAQUS的金属切削过程中***温度场模拟研究 3l 阳启华杜茂华 蒋志涛昆明理工大学摘要:基于大型有限元软件 ABAQUS仿真平台,通过数值仿真技术,对直角自由切削过程中***的温度场进行了模拟。通过改变***前角,对比了***温度场变化,得到***前角对切削温度的影响规律。关键词:金属切削, 有限元, ***前角, 温度场 Temperature
eld Simulation of Cutting Tool in Metal Cu tting Process on ABAQUS Yang Qihua
Jiang Zhitao Abstract:Based on the general international large FEM software ABAQUS the temperature field distribution of the cutting tool in the steady state is simulated.By changing the rake angle ofthe cuttin tool,its tempe rature field changes pared and the regulanty ofthe influence of rake angle on cutting tempe rature is obtained. Keywords:metal cutting, finite element method, rake angle, temperature field 1 金属切削温度场理论在金属切削过程中,热量的产生是由于加工过程中工件塑性变形、***的前刀面与切屑以及后刀面与工件已加工表面之间的摩擦耗散能量造成的。局部能量耗散产生的热量因切削速度较高而没有足够的时间扩散出去。因此,从传热学的角度,该过程收稿日期:2008年 5月可以被认为是绝热的。金属切削加工所产生的热主要集中在第 1和第 1I变形区,如图 1所示。在第 1 变形区,工件以较高的应变率承受大的剪切变形,所以该区域温度的升高主要是由塑性变形产生的。在第 1I变形区,温度的升高主要是由刀屑之间的摩擦相互作用产生的。在***内部的温度由以下四个因素决定…1:(1) ***的初始温度;(2)由于工件与***摩擦耗散机械增量、直径倒锥度等几何参数均控制在最佳尺寸范围内的钻头进行干切削试验,并与未控制尺寸的钻头进行比较。对比发现,控制钻头尺寸后,长寿命钻头(钻孔数不低于 5O)所占比例由 56%提高至 79%。这说明当钻芯厚度、钻芯增量和直径倒锥度等关键几何参数均控制在最佳尺寸范围内时,麻花钻的早期失效率降低,稳定性和可靠性提高。 4 结语定数截尾寿命试验结果表明,麻花钻钻削寿命服从威布尔分布规律,钻芯厚度、钻芯增量和直径倒锥度等几何参数对麻花钻寿命有显著影响。￣SmmU2直柄麻花钻关键几何参数的最佳尺寸范围分别为:钻芯厚度 84~97×10。。llqxn,钻芯增量 0.8~ 1.9 mm/100mm,直径倒锥度 3.0
5.6mm/100mm。通过控制钻头尺寸,钻头的钻削稳定性和可靠性得到明显提高。参考文献 1 罗金.金属切削***.北京:***出版社,1985 2 王西彬,雷 红.麻花钻磨损特性的研究.工具技术, ):11~14 3 熊良山,师汉民,陈永洁.钻头与钻削研究的历史、现状与发展趋势.工具技术,):11~14 4 康德纯,Annarego E J A.通用标准麻花钻几何形状与参数的数学描述.工具技术,):9—13 5
Chyan H C.Ehmann K F.Curved helical drill—points for micro- hole drilling .Proc.Instn.Mech.Engrs.Part B:Journal ofEn 一 neering Manufacture,):61~75 6 茆诗松,王玲玲.可靠性统计.上海:华东师范大学出版社,1984 7 叶慈南,曹伟丽.应用数理统计.北京:***出版社, 2OO4 第一作者:周雪峰,东南大学材料科学与工程学院, 211189南京市 First Author:Zhou Xuefeng,Department of Material Science and Engineering,Southeast University,211189,Nanjing,China 32 功而引起的温升;(3)由于来自工件的热传导而引起的温升;(4)由于对流和热辐射引起的温度降低。图 1 切削过程热传导模型金属切削过程中,切削应力与热应力相互作用、相互影响,这是一个强耦合过程或称为完全耦合过程。切削过程中,材料的非弹性变形功转化为热能, 热膨胀进一步引起工件的变形,加剧工件非弹性变形能的产生。同时,在刀一屑接触界面的热传导强烈的依赖于接触间隙和两者问的压力。金属切削过程中的热产生率对于***的磨损、加工表面的质量、工件残余应力的产生都有重要的影响。工件塑性变形以及刀屑界面滑动摩擦产生的热流率可以表达为l J 0 = 1
(1) 式中 ——等效应力——等效塑性应变率——单元的体积而在时间问隔 内由刀屑摩擦引起的温升 AOr 可以通过下式获得l j =f2
(2) 式中 r ——摩擦界面的剪应力——刀屑间相对的滑动速度——摩擦功转换成热的因子 p——密度 C——比热 2 二维金属切削模型的建立本研究采用 ABAQUS软件对金属切削进行模拟,切削工件材料取 45钢,其弹性模量 E为 200 (GPa),导热系数 为 26(W/m￣C),比热 c为 456(J/ kg￣C),密度 p为 7800(kg/m3),换热系数 为 11.2 (X 10
kg/s2·T),泊松比 v为 0.3。工件尺寸为 25mm×10ram,网格划分采用 CPE4RT四边形单元, 共 4640个。切削速度=1000mm/s,切深‰=lmm, 切削深度远小于工件的宽度(10mm),由此可认为工工具技术件处于平面应变状态l 。***选取金刚石***l引,其弹性模量 E为 1050 (GPa),导热系数 为 1000(W/m￣C),比热 C为 420 (J/kg%),密度 p为 3520(kg/m3),换热系数 为 2.5 (X 10 kg/s ·T),泊松比 为 0.1。***前角 yn= 0。~30。,切削刃钝圆半 rn=0.01mm,后角口0=10。。采用 CPFART四边形单元进行网格划分,共 860个。初始和边界条件***为刚性体,切削初始温度 20￣C。工件底面节点 、y两方向位移固定,工件左端面节点 方向位移固定,右端面节点 y方向位移固定,并给***施加一个 负方向的速度 = 1000mm/s(见图 2)。图 2 二维切削模型 3 仿真结果及分析文中通过改变***前角角度进行金属切削的有限元模拟,图 3a至图 3d是切削达到稳定的情况下***温度场分布的云图。(a)y =0。 ve.Crlt : 7
l . 2J.3t+。2 一+1.147e+tt2 一 i.080￡坩 2 — r 9.g63e+O1 -
. 1a'te+01 j.
0e+0 . ∞ 2￡￣01 -
5.筋 6t+01 一+4
Be+01 {,i 0c神 l (c)y =20。 (d): 图 3 ***温度场分布云图由图 3可知,(1)在切削加工过程中,切削温度随着前角的增大而降低,这主要是因为前角增大,改善了***前刀面的摩擦状态,使切屑的变形程度减_
2008年第 42卷 Noll 小,***的切削作用加强,产生的切削热减小,从而降低了切削温度。(2)***的最高切削温度并不是位于刀刃处,而是位于前刀面上近切削刃处。这是由于在切削塑性金属时,切削温度的升高主要是由剪切区和第 1I变形区的塑性变形功转换成热、切屑与前刀面摩擦功形成的热引起,在第 1I变形区,切削温度量级主要受刀屑界面间的摩擦影响,且摩擦热沿着***前刀面不断增加的缘故。图 4是沿***前刀面设定一条路径,对比不同***前角时,***温度场随距刀刃距离变化的分布情况,是***前角 y 分别 0。、10￣、20。和 30。时模拟仿真所得***的温度场对比分布情况。由图可以得出,在切削达到稳定状态后***温度随着前角的增大而减小。***前角 0。 20。时温度下降显著,20￣ 30。时,温度下降不显著,这是因为,前角过大时会使***的楔角过小,从而使刀刃的散热面积和容热体积减小。综上所述,图 3、图 4的仿真结果与传统切削理论 J相符。 4 结语本文通过采用弹塑性有限元方法对金属的直角切削过程进行模拟,得出了***在切削时温度场的分布情况,以及前角对***温度分布的影响,所得的结果与传统切削理论相符。证明了模拟结果的正确性与可靠性。 o ***前角0度口***前角1O度☆***前角2O度一***前角30度 I.00
4.00 距刀尖的距离/mm 图 4 不同***前角时温度变化趋势参考文献 33 1 董辉跃,柯映林.铣削加工中薄壁件装夹方案优选的有限元模拟.浙江大学学报(工学版), 39 2 赵腾伦.ABAQUS在机械工程中的应用.北京:中国水利水电出版社, 3
S P Lo.An analysis of cutting under different rake angles using the finite element method.J.Mater.Process.Techno1.105 (1 4 华楚生.机械制造技术基础.重庆:重庆大学出版社, 20o7:34 第一作者:阳启华,昆明理工大学机电工程学院,650093 昆明市 Author:Yang Qihua,Kunming University of Science and Teeh— nology,Faculty of Mechanical and Electrical Engineering , 650093 Kunming,China 新书介绍((QPQ技术的原理与应用》由成都工具研究所李惠友教授级高级工程师等著“QPQ技术的原理与应用”一书已于 2008年 7月由***出版社正式出版。作者编著的“QPQ盐浴复合处理技术”一书自 1987年出版后受到 QPQ技术的用户和广大读者的欢迎, 并被很多高校和各地图书馆收藏,早已销售一空。根据***出版社的要求,作者在“QPQ盐浴复合处理技术”一书的基础上做了大规模的修改,补充了作者近 10多年来的大量科研成果和试验数据。同时也纳入了国外的最新研究成果,特别是理论研究方面新的试验结果。新书叙述了 QPQ技术的开发过程、技术特点、渗层基本原理、渗层组织和性能、生产操作、实际应用和深层 QPQ技术等内容。本书可供从事这项技术的人员阅读,也可供欲采用这项技术的有关人员和广大金属热处理工作者和金属表面处理工作者参考。购书者请与***出版社联系,购书电话:010—79641 一. 一 一 . 一.L ∞ O
p\ 赠播放器加载中，请稍候...
该用户其他文档
下载所得到的文件列表基于ABAQUS的金属切削过程中***温度场模拟研究.pdf.pdf
文档介绍：
2008年第 42卷Nol1 基于 ABAQUS的金属切削过程中***温度场模拟研究 3l 阳启华杜茂华 蒋志涛昆明理工大学摘要:基于大型有限元软件 ABAQUS仿真平台,通过数值仿真技术,对直角自由切削过程中***的温度场进行了模拟。通过改变***前角,对比了***温度场变化,得到***前角对切削温度的影响规律。关键词:金属切削, 有限元, ***前角, 温...
内容来自淘豆网转载请标明出处.