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一个适合 Abaqus 初学者的切削实例 作者——binling_love 最近看到论坛上很多人问关于切削方面的基本问题，本贴结合一个简单的切削实例，阐述利 用 ABAQUS 强大的非线形处理能力，对切削过程进行简单的讲解。ABAQUS 版高人已经作 了很深刻的研究，在此仅给初学者一点帮助，权当抛砖引玉，希望牛人勿见笑。附上效果图 和 INP 文件（原创贴） 切削过程涉及到弹性力学，塑性力学以及损伤力学等相关学科领域，初学者在使用 ABAQUS 做切削分析时，很难对材料属性（material property ）的施加。即使是方法正确、操作正确， 也得不到比较满意的结果。材料参数的选择，好的失效准则的使用，都可能使结果发生很大 的偏差。 下面以刀具切削工件为例，简单介绍一下。刀具采用刚体，工件为 STEEL，定义材料属性 material property 。 1、密度 density 注意单位问题，ABAQUS 中保证单位链封闭就行，本例使用 m ,kg ,N ,S 。 默认密度大小与温度无关，没有考虑常变量。 2、Elastic STEEL 材料在弹性阶段，应力与应变成正比，使用广义胡克定律设置弹性模量和泊松比。 3、Plastic 当材料进入塑性阶段，应力与应变之间关系是非线形的，应变不仅与应力状态有关，还和变 形历史有关。因此，判断物体处于弹性状态还是塑性状态，是设置的一个关键点（屈服条件）。 弹性与塑性的分界面称为屈服面，又称屈服条件。 塑性材料硬化模型（hardening ），一般是在大量实验的基础上总结出来的材料加工（形变） 硬化规律，并用数学理论和公式加以描述。 Abaqus 有提供了 Isotropic、Kinematic 、Johnson-Cook 、Combined 等模型。 本例采用 Johnson-Cook 模型。 material editor: Mechanical Plasticity Plastic: Hardening: Johnson-Cook Johnson-Cook plasticity model 使用于绝热瞬时动态仿真，可以和Johnson-Cook dynamic failure model 一起使用，也可以和 progressive damage and failure models 一起使用。 Johnson-Cook 的数学表达式及相关参数含义如下： ① A, B, n 和 m 是材料参数，材料参数都是在 下测定的，温度是相互独立的。。。。。。。。 ——当前温度 ——熔点 Johnson-Cook strain rate dependence （Johnson-Cook 应变率依赖） ： material editor: Mechanical Plasticity Plastic: Hardening: Johnson-Cook: Suboptions Rate Dependent: Hardening: Johnson-Cook ② ③ ——非零应变率下的屈服应力 ——等效塑性应变率 （Epsilon dot zero ）和C 是需要输入的材料参数（基于 温度下的测定的） ——静态屈服应力 = / ——屈服应力率（即后两者之比） ( ). ①②③——④ ④ ①式是不考虑率依赖，认为等效塑性应变率为 1。④式考虑了率依赖。 4、材料失效 就损伤力学的理论而言，破坏有两种简单的形式：一种是拉破坏，一种是剪破坏。 abaqus 中的 SHEAR FAILURE 用以表征剪破坏，而剪破坏大多发生在塑性材料； TENSILE FAILURE 用以表征拉破坏，拉破坏大多发生在脆性材料。 切削使用 SHEAR FAILURE 剪切失效，当材料达到设置的剪切失效准则，失效单元将被移 除。本例使用 SHEAR DAMAGE 定义材料损伤。 注一： 弹性段为 a-b 段,b 点