Численное моделирование распределения контактных напряжений в режущем клине при фрезеровании сплавов AISI 304 и Grade 5 твердосплавной конической концевой фрезой | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2025. № 97. DOI: 10.17223/19988621/97/10

Численное моделирование распределения контактных напряжений в режущем клине при фрезеровании сплавов AISI 304 и Grade 5 твердосплавной конической концевой фрезой

Представлены результаты моделирования процесса фрезерования нержавеющей стали марки AISI 304 SS и титанового сплава марки Grade 5 с использованием метода конечных элементов. Показаны математическая постановка задачи, принятые допущения и упрощения для эффективного решения, а также приведены результаты математического моделирования с учетом изменений условий резания (режимы резания, острота кромки).

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 6

Ключевые слова

численное моделирование резания, метод конечных элементов, фрезерование, контактные напряжения, сталь, титановый сплав

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Пивкин Пётр Михайлович	Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»	кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории цифрового проектирования кибер-физических инструментальных систем	pmpivkin@gmail.com
Бабаев Артём Сергеевич	Томский государственный университет	кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургии	a.s.babaev@mail.tsu.ru
Козлов Виктор Николаевич	Томский государственный университет	кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургии	kozlov-viktor@bk.ru
Семёнов Артём Романович	Томский государственный университет	младший научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургии	artems2102@yandex.ru
Назаренко Екатерина Сергеевна	Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»	кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией цифрового проектирования кибер-физических инструментальных систем	katarina.86@bk.ru
Надыкто Алексей Борисович	Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»	доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник лаборатории цифрового проектирования кибер-физических инструментальных систем	abnadykto@yandex.ru

Всего: 6

Ссылки

Al-Athel K.S., Gadala M.S. The use of volume of solid (VOS) approach in simulating metal cutting with chamfered and blunt tools // Int. J. Mech. Sci. 2011. V. 53. P. 23-30. doi: 10.1016/j.ijmecsci.2010.10.003.

Denkena B., Kohler J., Mengesha M.S. Influence of the cutting edge rounding on the chip forma tion process. Part 1. Investigation of material flow, process forces, and cutting temperature // Prod. Eng. Res. Devel. 2012. V. 6. P. 329-338 doi: 10.1007/s11740-012-0366-x.

Black J.T., Huang J.M. An evaluation of chip separation criteria for the FEM simulation of machining // ASME J. Manuf. Sci. Eng. 1996. V. 118. P. 545-553.

Komvopoulos K., Erpenbeck S.A. Finite element modeling of orthogonal metal cutting // ASME J. Eng. Ind. 1991. V. 113 (3). P. 253-267.

Lin Z.C., Lin S.Y. A coupled finite element model of thermoelastic-plastic large deformation for orthogonal cutting // ASME J. Eng. Ind. 1992. V. 114. P. 218-226.

Strenkowski J.S., Carroll J.T. Finite element models of orthogonal cutting with application to single point diamond turning // Int. J. Mech. Sci. 1986. V. 30 (12). P. 899-920.

Yen Y.-C., Jain A., Altan T. A finite element analysis of orthogonal machining using different tool edge geometrie // J. Mater. Process. Manuf. 2004. V. 146. P. 72-81. doi: 10.1016/S0924-0136(03)00846-X.

Yusoff A.R., Turner S., Taylor C.M., Sims N.D. The role of tool geometry in process damping milling // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2010. V. 50. P. 883-895. doi: 10.1007/s00170-010-2586-6.

AUTODYN-TM Interactive non-linear dynamic analysis software theory manual. Horsam: Century Dynamics Inc., 1998.

Kozlov V., Babaev A., Schulz N. et al. Study of a Methodology for Calculating Contact Stresses during Blade Processing of Structural Steel // Metals. 2023. V. 13 (12). Art. 2009. doi: 10.3390/met13122009.

Skripnyak V.V., Skripnyak V.A. Hexagonal Close-Packed (hcp) Alloys under Dynamic Impacts // J. Appl. Phys. 202. V. 28 (131). P. 16-19.

Скрипняк Е.Г., Скрипняк Н.В., Козулин А.А., Скрипняк В.А. Моделирование влияния наноструктурированного поверхностного слоя на механическое поведение алюминиевых и магниевых сплавов при динамических воздействиях // Известия вузов. Физика. 2010. Т. 53, № 12-2. С. 235-242.

Zhang W., Wang X., Hu Y. et al. Predictive modelling of microstructure changes, micro-hardness and residual stress in machining of 304 austenitic stainless steel // Int. J. Mach. Tool. Manufact. 2018. V. 130. P. 36-48. doi: 10.1016/ j.ijmachtools.2018.03.008.

Zou Z. Research on inverse identification of Johnson-Cook constitutive parameters for turning 304 stainless steel based on coupling simulation // JMR&T. 2023. V. 23. P. 2244-2262.

Zhuang K., Zhou S., Zou L., Lin L., Liu Y., Weng J., Gao J. Numerical investigation of sequential cuts residual stress considering tool edge radius in machining of AISI 304 stainless steel // Simulation Modelling Practice and Theory. 2022. V. 118. Art. 102525.

Molinari A., Musquar C., Sutter G. Adiabatic shear banding in high speed machining of Ti-6Al-4V: experiments and modeling // Int. J. Plast. 2002. V. 18. P. 443-459.