水泥混凝土切削过程仿真

黄霞春，唐 娟，邢 国

（1.湖南理工职业技术学院，湘潭 411104；2.长沙中联重科科技发展有限公司，长沙 410013；3.常德烟草机械有限公司,常德 415000）

随着我国经济的发展，综合国力的增强，乡镇城市化、中小城市大型化、大中城市花园化的趋势日渐明显，城市道路的改扩建工程也越来越多。在这种形势下，公路养护工作也变得日益繁重，对公路养护作业的质量提出了更高的要求，现代化的机械养护作业方式势在必行。

切削加工是通过刀具在工件表面切除多余材料层来获得理想工件形状、尺寸以及表面质量要求的机械加工方法。切削加工是一个复杂的问题，涉及切屑与刀具之间的摩擦状态、切屑与基体材料的分离、应变速率的影响等，利用传统的解析和实验研究方法，很难做到对切削机理的定量分析和研究，数值模拟技术对切削加工过程中金属变形机理和切屑形成理论的研究提供了新的手段，具有重要的学术价值，对实际生产具有很好的指导作用[1-8]。

1 建模

1.1 几何模型

本文利用有限元软件ABAQUS 中的Lagrange 方法对切削加工过程进行仿真，并采用物理方法的切屑分离准则，依照路面的有限元节点是否达到设定值来判断该节点切屑分离。模拟切削水泥混凝土时，采用如图1 所示的模型，路面尺寸长1 000 mm，宽200 mm；铣刨筒外径315 mm，铣刨鼓内径301.05 mm；铣刨鼓旋转速度为600 rpm；刀头入地角为40°，刀头半径5.06 mm，刀头数为1。

图1 切削路面的有限元几何模型

1.2 定义接触

在切削过程中定义两个接触对，分别是刀头与路面的接触对和铣刨鼓与路面的接触对。……