- Tytuł:
-
An efficient implementation of boundary conditions in an ALE model for orthogonal cutting
Efektywne sformułowanie warunków brzegowych w modelowaniu procesu skrawania we współrzędnych Lagrange-Eulera (ALE) - Autorzy:
-
Miguelez, M. H.
Munoz-Sanchez, A.
Cantero, J. L. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/279416.pdf
- Data publikacji:
- 2009
- Wydawca:
- Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
- Tematy:
-
residual stresses
orthogonal machining
ALE
boundary conditions - Opis:
-
Prediction of machining-induced residual stresses is an interesting objective in the field of modelling manufacturing processes. Although Finite Element Analysis (FEA) has been widely used for this purpose, many problems are found when the numerical model is developed. Computational cost and numerical problems related to the extreme mesh distortion make the effort of finite element modelling of machining extremely time consuming. The aim of this work is to predict machinning-induced residual stresses using a finite element model based in ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) approach. The finite element general-purpose code ABAQUS is used, modifying the previous model used in scientific literature to predict residual stresses. Boundary conditions in the entrance of the workpiece and in the upper border of the chip were modified from Lagrangian boundaries in the previous model, to Eulerian boundaries in the new model. Main advantages of the model presented in this work are low level of distortion of the mesh, the possibility of simulate long length of machined surface and time-efficiency. The model has been applied to calculate residual stresses in AISI 316L during machining. Reasonable agreement with experimental results has been found.
Przewidywanie szczątkowych naprężeń wywoływanych obróbką skrawaniemw materiale próbki stanowi interesujące zagadnienie modelowania tego typu technologii wytwarzania. Mimo, że analiza oparta na elementach skończonych znalazła szerokie zastosowanie w tej dziedzinie, jej skuteczność jest problematyczna na poziomie budowy modelu numerycznego. Koszt symulacji i kłopoty obliczeniowe związane z ogromnym zniekształceniem siatki elementów skończonych czynią ten rodzaj analizy wyjątkowo czasochłonnym. Celem tej pracy jest opis metody określania naprężeń szczątko- wych indukowanych obróbką skrawaniem za pomocą modelu z elementami skończonymi w opisie eulerowsko-lagrange'owskim ALE (ang. Arbitrary Lagrangian Eulerian). W obliczeniach zastosowano wielozadaniowy pakiet ABAQUS, który pozwolił na modyfikację dotychczas stosowanego modelu, opisanego w literaturze. Warunki brzegowe w obszarze wejścia noża w obrabiany materiał i górnej strefie wióra zmodyfikowano z typu Lagrange'a na Eulera w nowej wersji. Zaletą tego rozwiązania okazało się małe zniekształcenie siatki elementów skończonych, możliwość symulacji długich powierzchni obróbczych i znacznie krótszy czas obliczeń. Model wykorzystano do określenia naprężeń szczątkowych w stali AISI 316L podczas skrawania. Potwierdzono satysfakcjonującą zgodność symulacji z wynikami pomiarów doświadczalnych. - Źródło:
-
Journal of Theoretical and Applied Mechanics; 2009, 47, 3; 599-616
1429-2955 - Pojawia się w:
- Journal of Theoretical and Applied Mechanics
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł