挤压—犁削成形刀具的有限元分析

李西兵　万颖思　李明　李明鉴　武儒晨

摘 要：通过分析挤压-犁削刀具的结构，设计出了刀具的有限元模型。在UG中，对挤压-犁削刀具的模型进行了参数化实体造型，并通过接口传递数据，借助Ansys Workbench，最终得到了刀具在工作中受力的总应变和等效应力。

关键词：刀具设计；三维有限元仿真；有限元分析；边界条件

中图分类号：TG376 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.070

现如今，国内外学者对挤压-犁削刀具如何散热这一问题给予了高度关注。热管是通过液体的蒸发和凝结来传递热量的，目前，微小型热管在各个领域得到了广泛运用。梁良、全燕鸣对热管刀具的设计和散热性能进行了测试，訾克明、陈劲松对热管技术在高速干切削加工中的应用进行了研究，刘志军、全燕鸣对热管铣刀散热的基本结构和关键参数进行了优化，周小青、孙涛、杜冬东、马飞对ABAQUS旋转热管磨具进行了有限元分析。这些研究为微热管技术的发展奠定了基础。

1 有限元法分析的一般步骤

根据得出点的位移分量用几何方程算出应变分量，然后用物理方程算出应力分量。结构离散化、单元分析和整体分析这三步是有限元法分析的一般步骤。具体步骤为：①结构离散化。结构被离散成一定限制内很小的单元，然后通过节点衔接每个单元和单元与边界。②建立整体刚度矩阵，构建整体平衡方程。③根据单元在全局坐标系中的位置，通过排列叠加，为不同的单元建立刚度矩阵，然后得出整体刚度矩阵Kσ的结构。④对节点载荷列阵组进行集成，使其作用在各单元上，从而求出整体载荷阵列P，最终列出节点的平衡方程。……