非标刀具定制切削仿真材料参数

切削仿真材料参数 

切削仿真材料参数主要包括：基本参数、弹性参数、塑性参数以及损伤参数。对于切削仿真来说，有三个方面值得大家关注，那就是参数的数值要正确、单位制要合理、来源要可靠。

首先，我们来看材料参数的数值。鉴于力学试验的成本偏大，目前的参数主要来源于网络或参考文献，然而不同来源中参数的单位制未必统一，比如密度，国际单位制是kg/m³，但也有用Ton/mm³或者g/cm³的，然而不同单位制下的密度数值是不一样的。其它物理量以此类推，比如弹性模量、比热、以及断裂能等。虽然热膨胀系数没有单位，但是不同平台给出的结果也不同，因此也要格外注意，否则数值会差e⁶，这样对切削仿真结果和稳定性也会有很大的影响。综上所述，切削仿真参数中仅有塑性常数（n 、c、 m）、损伤常数（D₁-D₅）以及热传导系数不受单位制影响。

其次，单位制对切削仿真的模型也会有一定的影响。由于每转进给量一般都在0.15mm/r左右，因此建议大家采用毫米单位制进行切削仿真建模。如果采用了米为单位制，那么无论工件尺寸还是失效参数都会很小，可能会达到十的负几次方，这样就会大大降低仿真的稳定性。同时，如果将模型从米制单位向毫米制单位转化时一定要注意在对材料参数转化单位制的同时要对刀工模型的几何尺寸进行合理的缩放（1000倍），否则也会影响仿真质量。

切削仿真材料参数一定要有来源，目前的参数来源主要有三个方面：第一，力学试验；第二，网络或参考文献；第三，相关行业标准。力学试验是有一定成本的，一般根据试件样品的数量、加工精度以及力学试验次数，试验费用从几千元到几万元不等。大部分研究人员都是采用网络或参考文献的参数，但是一定要注意单位制的统一，比如有的文献弹性模量单位制Gpa，然而密度单位确实Ton/mm³，因此如果要采用毫米为单位制就必须将Gpa转化为Mpa，比如210Gpa就必须改成210000Mpa，否则该参数数值结果就差1000倍，那整个有限元模型的仿真结果也会有很大影响。行业标准里虽然可以查到大部分材料的基础热、物理参数，但是都没有Johnson-cook塑性和损伤本构参数。详情请登录