細(xì)說(shuō)切削仿真的技術(shù)瓶頸及突破方法

2016-12-16 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

切削仿真技術(shù)的水很深,因此有諸多瓶頸有待突破,具體內(nèi)容包括以下四個(gè)方面:

一、材料本構(gòu)(雜);

二、去除尺度(廣);

三、數(shù)據(jù)對(duì)標(biāo)(難);

四、仿真效率(低)。

首先,切削仿真領(lǐng)域的材料本構(gòu)總的來(lái)說(shuō)包括:彈塑性材料本構(gòu),主要是鈦合金、鋁合金和鋼材等;硬脆材料本構(gòu),主要包括陶瓷、玻璃、藍(lán)寶石等;這兩種本構(gòu)參數(shù)基本算是公開透明的,但是仍舊需要反復(fù)調(diào)試才能達(dá)到預(yù)期的效果。關(guān)鍵是一些復(fù)合材料的本構(gòu),比如碳碳化硅、鋁基碳化硅、碳碳等,這些材料的宏觀本構(gòu)一直是制約復(fù)合材料切削仿真技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題。

其次,去除尺度問(wèn)題。材料加工中的去除尺度,可分為毫米級(jí)、微米級(jí)和納米級(jí),毫米級(jí)的切削仿真比較適合用有限元的方法解決,但是微米和納米級(jí)別的跨尺度切削仿真由于軟件本身精度所限不容易通過(guò)有限元的方法來(lái)實(shí)現(xiàn),而且后續(xù)的對(duì)標(biāo)也會(huì)有很大的困難,尤其是納米級(jí)別的切削仿真最好不用有限元,而如果用分子動(dòng)力學(xué)則可以達(dá)到不錯(cuò)的效果,但是依然無(wú)法采用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

再次,數(shù)據(jù)對(duì)標(biāo)包括材料力學(xué)試驗(yàn)本構(gòu)參數(shù)的標(biāo)定和切削仿真輸出量和試驗(yàn)值的對(duì)比。前者可以通過(guò)單個(gè)單元的相關(guān)力學(xué)試驗(yàn)仿真來(lái)標(biāo)定,后者需要通過(guò)仿真和試驗(yàn)對(duì)比來(lái)確定。一般來(lái)講,我們做切削仿真應(yīng)該是在材料力學(xué)參數(shù)準(zhǔn)確的前提下,先建立一個(gè)小的模型,然后反復(fù)調(diào)試再和實(shí)驗(yàn)對(duì)比,如果吻合的較好,則可以繼續(xù)使用這個(gè)模型做后續(xù)的工藝仿真!

最后說(shuō)下切削仿真效率,二維的還可以,一般的仿真幾個(gè)小時(shí)就可以完成(8線程筆記本、不開質(zhì)量縮放);三維切削仿真效率大都很低(打開質(zhì)量縮放可以在一定程度上提高效率,但是會(huì)影響切削效果且仿真精度難以保證)。因此,一般需要用工作站來(lái)計(jì)算,經(jīng)我們檢測(cè),銑削仿真走一刀(深度2毫米,長(zhǎng)度10毫米)用16核128G內(nèi)存工作站需要算兩到三天。用超算可以并行計(jì)算,但是對(duì)提高仿真效率的作用不是很明顯。

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