view in publisher's site

A Study of Explicit Numerical Simulations in Orthogonal Metal Cutting

The capability of the explicit numerical methods to simulate accurately the real cutting process is investigated in this research work. Smoothed particle hydrodynamics - SPH, classical Lagrangian finite element method - FEM and Multi-Material Arbitrary Lagrangian Eulerian - ALE methods are chosen for the modeling and simulation of the orthogonal metal cutting process of AISI H13 in LS-DYNA. The cutting tool is modeled as a rigid FEM body that incrementally penetrates into the flexible deformable workpiece. At each numerical model, the dynamic elastoplastic behavior of the workpiece material is investigated by taking into account the Johnson-Cook (J-C) constitutive strength material model. The influence of the J-C parameter values found in literature to the models is explored. The obtained numerical SPH, FEM and ALE results of the estimated cutting and thrust forces, stress, plastic strain and thermal distributions are compared with results found in the literature. This comparison, leads to valuable conclusions for the performance of the three methods, concerning the approximation accuracy, model development complexity and computational time demands. Based on these conclusions the SPH method is chosen to simulate the experimentally performed orthogonal cut of AISI 1045. The obtained SPH numerical results outline its advantages among the other explicit simulation methods.

بررسی شبیه‌سازی‌های عددی صریح در برش Metal

چکیده: توانایی روش‌های عددی صریح برای شبیه‌سازی دقیق فرآیند برش واقعی در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته‌است. روش اویلری - لاگرانژی، روش آلمان محدود لاگرانز - روش‌های تجربی لاگرانز - لاگرانژی برای مدل‌سازی و شبیه‌سازی فرآیند برش فلز متعامد of h۱۳ در LS - dyna انتخاب شده‌اند. ابزار برش به عنوان یک بدنه FEM سخت مدلسازی شده‌است که به صورت تدریجی به قطعه کاری flexible deformable نفوذ می‌کند. در هر مدل عددی رفتار دینامیکی پویا مواد قطعه کار با در نظر گرفتن مدل مواد مقاومت جانسون - کوک (J - C)مورد بررسی قرار می‌گیرد. تاثیر مقادیر پارامتر J - C در ادبیات به مدل‌ها بررسی شد. نتایج عددی به‌دست‌آمده از برش عددی، FEM و ALE نتایج برش محاسبه‌شده و فشار نیروها، استرس، کرنش پلاستیک و توزیع‌های حرارتی را با نتایج یافته در ادبیات مقایسه می‌کنند. این مقایسه، منجر به نتایج ارزشمندی برای عملکرد این سه روش در رابطه با دقت تخمین، پیچیدگی توسعه مدل و مطالبات زمان محاسباتی می‌شود. براساس این نتایج، روش sph برای شبیه‌سازی فرآیند تجربی برش عمودی of ۱۰۴۵ انتخاب شده‌است. نتایج عددی بدست‌آمده نشان‌دهنده مزایای آن در میان سایر روش‌های شبیه‌سازی صریح است.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.