鈦合金插銑過程溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)建模與有限元分析.pdf

1、有限元方法是根據(jù)變分原理求解數(shù)學(xué)物理問題的一種數(shù)值方法。目前，該方法從最初的固體力學(xué)領(lǐng)域拓展到電磁學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)以及聲學(xué)等領(lǐng)域。其中進(jìn)行熱分析的目的是在給定熱邊界條件下計(jì)算物體內(nèi)部的溫度分布，對(duì)穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)和瞬時(shí)溫度場(chǎng)兩類均可計(jì)算。本文主要利用有限元方法對(duì)鈦合金插銑過程溫度場(chǎng)的分布進(jìn)行研究。
　　鈦合金具有比強(qiáng)度高、熱強(qiáng)性好、資源豐富等一系列優(yōu)點(diǎn)，但其導(dǎo)熱系數(shù)小、切削變形系數(shù)小等因素致使鈦合金成為一種難加工材料。插銑是實(shí)現(xiàn)高切

2、除率金屬切削加工的有效方法，尤其對(duì)于難切削材料的大去除率方面具有優(yōu)勢(shì)。
　　本文從金屬切削理論出發(fā)分析了鈦合金插銑過程的切削熱產(chǎn)生機(jī)理，分別推導(dǎo)出工件及刀具的熱傳導(dǎo)基礎(chǔ)方程式，并在此基礎(chǔ)上建立鈦合金插銑的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用Galerkin有限元方法分別對(duì)工件的橢圓型方程和刀具的拋物型方程進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算，隨后利用Matlab進(jìn)行數(shù)值模擬，最終得到工件穩(wěn)定后溫度分布圖以及刀具隨時(shí)間變化的溫度分布圖。通過數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了有限