機械加工中有限元技術的計算精度優化研究

楊云輝

(云南開放大學 機電工程學院,云南 昆明 650500)

在現代機械加工領域中,通過引入有限元分析技術使大量核心工件的壽命得到延長。在傳統加工過程中,金屬工件的工作壽命與工件表面的殘余應力之間存在密切的負相關關系,即當工件表面的殘余應力降低到較低的程度時,工件的工作壽命就可以獲得顯著提高。隨著數學和信息技術的發展應用,基于數值分析的有限元(Finite Element,FE)模型計算技術,大幅提高工件表面殘余應力的預測精確度,這也使得有限元技術在機械加工領域得到廣泛的研究應用。不僅解決機械加工領域中的大量理論難題,而且有效提高金屬工件的加工精度切削質量,具有較高的理論參考意義工程應用價值。

利用基于數值分析的有限元模型技術,國內外學者曾經得到了較多有價值的研究成果。文獻[1]首次引入有限元分析技術對金屬工件的切削過程進行精確地模擬分析,實現對加工表面殘余應力大小分布的精確計算,為機械加工領域的精確加工技術提供了重要的理論支持。文獻[2]采用有限元分析技術,深入分析鋼制材料在直角切削過程中的刀具側面磨損刀屑摩擦對工件表面殘余應力的影響,進一步提高機械加工的零件精確度。文獻[3]通過利用有限元分析技術,對特殊金屬材料的二維切削過程進行模擬仿真,重點強調了切削過程的塑性變形作用,進一步優化金屬工件的加工精度,具有一定的原創價值。……