ABAQUS二次開發(fā)在鈦合金本構模型中的應用及切削仿真.pdf

1、鈦合金Ti-6Al-4V以其比強度高、耐氧化性好、耐腐蝕性好等特點被廣泛應用于航空、航天、化工、機械等眾多領域。然而，鈦合金Ti-6Al-4V的難加工性制約著其進一步的推廣應用，其切削加工機理方面的探索也已經成為了一項研究熱點。鈦合金Ti-6Al-4V的切削加工過程中伴隨著高應變、高應變率和高溫的熱-力耦合變形，因此，選擇合適的本構模型來描述用于鈦合金切削的變形行為，進行有限元仿真模擬，對鈦合金加工具有重要的指導作用，對提高航空工業(yè)的制

2、造水平具有積極的意義。
　　本文考慮到商用ABAQUS有限元軟件材料庫所包含的本構模型適用性有限的問題，利用VUMAT用戶子程序接口對ABAQUS進行二次開發(fā)，將JC模型、JCM模型和KHL模型嵌入到主程序中進行使用。VUMAT子程序的編寫需要使用FORTRAN編程語言。在開發(fā)了VUMAT子程序后，采用鋁合金7075材料和鈦合金Ti-6Al-4V材料分別建立不同的有限元模型，對比使用VUMAT子程序開發(fā)的JC模型和ABAQUS自帶

3、的JC模型的仿真結果，驗證了子程序編制的正確性。
　　針對鈦合金Ti-6Al-4V的正交切削過程進行有限元建模，分別使用JC模型、JCM模型及KHL模型對材料進行定義，得到不同的模擬預測結果。結合有限元仿真的切削條件，設計鈦合金Ti-6Al-4V直角切削試驗，分別對使用三種本構模型的仿真預測結果進行驗證。從切屑形態(tài)和切削力方面的進行比較，發(fā)現(xiàn)三組本構模型與試驗的結果的吻合程度較高，而使用JCM模型和KHL模型的預測比JC模型更加精