基于ABAQUS的高速切削切屑形成过程的有限元模拟
基于有限元分析软件ABAQUS的Johnson-Cook材料模型以及断裂准则模拟高速切削淬硬钢锯齿状切屑形态,并讨论刀具前角和锯齿状切屑形态对切削力的影响。研究表明仿真结果和试验结果是一致的,文中介绍的有限元模拟方法可以准确地模拟并预测高速切削淬硬钢时的切屑形成过程。刀4有限元模拟及试验结果将有限元模拟仿真预测的切屑形态与试验结果进行比较,如图2、图3、图4所示。预测的切屑形态结果以积分点处等效塑性应变( equivalent plastic strain,PEEQ)的形式显示。由图中可以看出,有限元预测的切屑形态与试验结果非常接近。图中PEEQ的最大值随刀具前角从-10°改变到10而逐渐减小,说明主剪切(a)锯齿状切屑显微照片(b)锯齿状切屑形态有限元模拟结果区内的切屑变形也随刀具前角的增大而减小。刀具前(a) A micrograph of(b) fe simulation result of serrated角对切屑形态有重要影响,当使用负前角时容易形成serrated chipchip morphology锯齿状切屑。图4锯齿状切屑形态有限元模拟仿真与试验结果的对比(Fig 4 Comparison between experimentally and numerically obtained80.70.6hI号0.5H总0.4(a)锯齿状切屑显微照片(b)锯齿状切屑形态有限元模拟结果(a)a micrograph of(b)fe simulation result of serrated肥0.2●试验结果 Experimental resulserrated chipch0:→摸拟结果 Simulation result图2锯齿状切屑形态有限元模拟仿真与试验结果的对比(yo=-10)1010Fig 2 Comparison between experimentally and numerically obtained刀具前角 Tool rake angle(°)chip morphology (Yo =-10)图5不同刀具前角条件下的锯齿化程度Fig 5 Sawtooth degree under different tool rake angles4000003600320.l6000012000(a)锯齿状切屑显微照片(b)锯齿状切屑形态有限元模拟结果4000(a)A microgram(b)FE simulation result of serrated0.000.050.100.150.20serrated chchip morphology时间Time×103/s图3锯齿状切屑形态有限元模拟仿真与图6锯齿状切屑形成时的切削力波动(y6=-10)试验结果的对比(y0=0)Fig 6 Efect of tool angle on the cutting force(%o =-10Fig 3 Comparison between experimentally and numerically obtained加而逐渐降低。刀具前角对切削力也有很大影响,如图6、图7和图8所示,平均切削力F的值随着刀具刀前通常使用锯齿化程度C9表示锯齿状切屑变形和角的增加而逐渐降低。切屑形态。Gs的定义如下Gs =(H-h,)/h(4)5结论Gs的测量方法如图2所示,Gs与刀具前角之间的关系本文的目的在于预测高速切削过程中的切屑形如图5图5说明模拟结果与试验结果符合很好,当切态。使用适合高速变形条件的 Johnson-Cook材料模削速度和进给量一定时,锯齿化程度随刀具前角的增型、断裂准则和 ABAQUS有限元软件,模拟并测量高速0.80LIU Zhan Qiang, WAN Yi, AI Xing. Cutting forces in High Speed Milling[J]. China Mechanical Engineering, 2003, 14(9): 734-737( In Chix0.60[2]Kishawy H A. An experimental evaluation of cutting temperature duringhigh speed machining of hardened D2 tool steel[ J]. Machining Science0.40and Technology, 2002, 6(1): 67-79[3]刘战强,艾兴.高速切削刀具磨损表面形态研究[门摩擦学学〓0.20报,2002,22(6):468-471RLIU Zhan Qiang, Al Xing. Wear characteristics of cutting tools in high尽0speed machining[J]. Tribology, 2002, 22(6): 468-471( In Chinese)0.000.050.100.150.20[4]赵文祥,龙震海,王西彬,等.高速切削超高强度钢时次表面层时间 Time x103/s的组织特性研究[J.航空材料学报,200,25(4):2025图7锯齿状切屑形成时的切削力波动(y0=0)ZHAO Wen Xiang, LONG ZhenHai, WANG XiBin, et al. Study on theFig7 Effect of tool angle on the cutting force(yo =00)metallurgical structure characters of sub-surface layer of ultra-high strength0.80alloy steel in high speed milling condition[J]. Joumal of Aeronautical MEterials, 2005, 25(4): 20-25( In Chinese)[5] Sung H R, Soo-Ik 0. Prediction of serrated chip formation in metal cutting0.60process with new flow stress model for AISI 1045 steellJ]. Joumal of Ma-terials Processing Technology, 2006,171: 417-4220.40[6】赵军,孟辉,王素玉,等.高速切削锯齿状切屑的有限元模拟[.工具技术,2005,39(1):29-310.20ZHAO Jun, MENG Hui, WANG SuYu, et al. Finite element simulatinganalysis of serrated chip formation in high speed cutting[J]. Tool Engi-0ing,2005,39(1):29-31( In Chinese)早0.000050.100.150.20时间 Time x103/s[7]Christian H, Svendsen B. Simmlation of chip formation during high-speed图8锯齿状切屑形成时的切削力波动(=10)cutting[ J]. Joumal of Materials Processing Technology, 2007, 186: 66Fig8 Effect of tool angle on the cutting force(%o = 100)[8] Klocke F, Raedt H W, Hoppe S. 2D-deform simulation of the orthogonal切削AISI4340钢过程中不同刀具前角条件下的切屑high speed cutting process[]. Machining Science and Technology, 2001形态和切削力,讨论刀具前角和切屑形态对切削力的5(3):323-340.影响。研究结果表明,模拟结果与试验结果能很好地9)]shkH,AbeE, Sahm a. Material aspects of chip formation in HSC相符。因此,本文使用的有限元模拟方法可以准确预machining[ J]. Amals of the CIRP- Manufacturing Technology, 2001, 50(1)测高速切削淬硬钢时切屑形成过程。参考文献( References)[1]刘战强,万熠,艾兴.高速铣削中切削力的研究[J.中国机械工程,2003,14(9):734-737.
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ARCGIS下的PYTHON编程
全书，带目录。ARCGIS下的PYTHON编程~ 用于arcgis和 python的结合面向设计师的编程设计知识系统 PADKSProgramming Aided Design Knowledge System(PADKSArcGIS下的 Python编程Python Scripting for ArcGIS包瑞清著R江苏凤凰科学技术出版社图书在版编目(CP)数据ArcgIs下的 Py thon编程/包瑞清著.一南京:江苏凤凰科学技术出版社,2015.6(面向设计师的编程设计知识系统 PADKS)ISBN978-7-5537-4538-1I.①A…Ⅱ.①包…Ⅲ.①地理信息系统一应用软件一程序设计Ⅳ,①P208中国版本图书馆CIP数据核字(2015)第103371号面向设计师的编程设计知识系统 PADKSArcG|s下的 Python编程著者包瑞清项目策划凤凰空间/郑亚男责任编辑刘屹立特约编辑郑亚男田静出版发行凤凰出版传媒股份有限公司江苏凤凰科学技术出版社出版社地址南京市湖南路1号A楼,邮编:210009出版社网址http://www.pspress.cn总经销天津凤凰空间文化传媒有限公司总经销网址http://www.ifengspace.cn销全国新华书店经印开印字版印刷深圳市新视线印务有限公司本710mm×1000mm1/16张17.5数140000次2015年6月第1版次2015年6月第1次印刷标准书号ISBN978-7-5537-4538-1定价128.00元图书如有印装质量问题,可随时向销售部调换(电话:022-87893668)。CONTENTS目录9 Python与ArcG|s101 Python122将地理信息系统作为过程的空间分析22.1区位与网络结构142.2调研者路线16·2.3场地现状信息录入与基本分析18·2.4基础的数据地理信息化辅助規規没计分析212.5专题地图叠合的方法212.6作为过程的空间分析233 Python与 ArcGIS…………253.1km文件格式413.2通过 Python使用工具箱里的工具44·33通过 Python使用环境设置463.4通过 Python使用函数4735通过 Python使用类51·36获取和没置参数57· ArcGIS下的地理数据与 Python数据结构581 ArcGIS下的地理数据…621.1文件地理数据库和个人地理数据厍62·1.2 ArcSDE地理数据库67·1.3创建地理数据列表74■2 Python数据结构-List列表、 Tuple元组与 Dictionary字典752.1列表List85·2.2元组(uple85·2.3字典 Dictionary94■3 Python数据结构- String字符串94●3.1字符串格式化3.2 re(regular expression)正则表达式109 Python的基本语句与使用 Python访问地理数据1101描述数据1122 Python的基本语句1122.1 print0与 Import11322赋值的方法11423循环语句11724条件语句1193 Table属性表与 Cursor游标1233.1读取几何、写入几何与几何标记( geometry tokens)1263.2游标和锁定12733在 Python脚本中使用sOL结构化查询语1293.4数据存在判断与在 Python本中验证表和字段名称135·创建函数与使用 Python处理栅格数据1361创建函数1452形式参数的传递1473 Raster栅格数据1483.1栅格数据(Mesh面auad类型)14832专题数据14833影像数据……15234栅格函数1533.5TN表面模型(Mesh面 Triangle类型)1554使用 Python处理栅格数据1554.1栅格计算(地图代数运算15942重分类…17143条件分析工具集175·创建类与网络分析…177■1创建类………179■2网络分析1802.1从 Google Earth中调入路径以及服务设施和源点18522建立文件地理数据库、要素数据集并导入用于网络分析的基础数据……18723最近设施点分析193·异常与错误…1941异常196Python内置异常197■2错误199■程序的魅力201■1课题探讨A_自然村落选址因子权重评定的遗传算法2011.1准备数据2041.2确定研究区域2051.3确定影响因子2091.4假设权重,叠合相加名个影响因子的成本栅格2111.5遗传算法218●1.6将计算结果应用于类似场地219■2课题探讨B_基于景观感知敏感度的生态旅游地观光线路自动选址2202.1技术线路与基础数据…:22322视域感知因子_可视区域计算……………2312.3视域感知因子_最佳观赏距离计算242●2.4视域感知因子最佳观赏方位24925视域感知因子栅格叠加求和24926生态感知因子景观类型2512.7生态感知因子资源价值25228生态感知因子_栅格叠加求和2522.9景观感知敏感度2542.10地形因子2562.11观光线路适宜性成本栅格计算2562.12观光线路自动获取2603课题探讨_C_解读蚁群算法与TSP问题2603.1蚁群算法与TSP问题概述2633.2蚁群算法程序解读27133蚁群算法在 ArcGIS下的应用2744分享程序面向设计师的编程设计知识系统 PADKSProgramming Aided Design Knowledge System(PADKSArcGIs下的 Python编程Python Scripting for ArcGIs包瑞清著N江苏凤凰科学技术出版社图书在版编目(CP)数据ArcgIs下的 Python编程/包瑞清著.一南京:江苏凤凰科学技术出版社,2015.6(面向设计师的编程设计知识系统 PADKS)ISBN978-7-5537-4538-1①A…Ⅱ.①包…Ⅲ.①地理信息系统一应用软件一程序设计Ⅳ.①P208中国版本图书馆CIP数据核字(2015)第103371号面向设计师的编程设计知识系统 PADKSArcGIs下的 Python编程著者包瑞清项目策划凤凰空间/郑亚男责任编辑刘屹立特约编辑郑亚男田静出版发行凤凰出版传媒股份有限公司江苏凤凰科学技术出版社出版社地址南京市湖南路1号A楼,邮编:210009出版社网址http://www.pspress.cn总经销天津凤凰空间文化传媒有限公司总经销网址http://www.ifengspace.cn销全国新华书店经印开印字版印刷深圳市新视线印务有限公司本710mm×1000mm1/16张17.5数140000次2015年6月第1版次2015年6月第1次印刷标准书号ISBN978-7-5537-4538-1定价128.00元图书如有印装质量问题,可随时向销售部调换(电话:022-87893668)。Foreword前言面向设计师的编程设计知识系统旨在建立面向设计师(建筑、风景园林、城乡规划)编程辅助设计方法的知识体系,使之能够辅助设计者步入编程设计领域,实现设计方法的创造性改变和设计的创造性。编程设计强调以编程的思维方式处理设计,探索未来设计的手段,并不限制编程语言的种类,但是以面向设计者,具有设计应用价值和发展潜力的语言为切入点,包括节点可视化编程语言 Grasshopper,面向对象、解释型计算机程序设计语言 Python和多智能体系统 Netlogo等。编程设计知识系统具有无限扩展的能力,从参数化设计、基于地理信息系统ArcGIS的 Python脚本、生态分析技术,到多智能体自下而上涌现宏观形式复杂系统的研究,都是以编程的思维方式切入问题与解决问题。编程设计知识系统不断发展与完善,发布和岀版课程与研究内容,逐步深入探索与研究编程设计方法。
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