金属切削过程所涉及的学科众多。整个切削过程中发生材料的断裂涉及断裂力学，材料与材料之间发生的阻碍相对滑动的学科，属于摩擦学，材料本身的塑形变形，属于塑性力学的内容。这些学科的综合应用，可以在相关的仿真软件中进行设置，这需要较扎实的多学科理论基础。在这个过程中主要发生了复杂的剪切应变，对于机械加工的过程研究一直以来都是一个热门领域，同时也是一个待突破的难点。传统的机械加工切削过程的分析方法主要是理论分析法，试验验证法以及理论分析与试验验证结合的办法。这些方法需要找出工艺所需要的参数，定义刀具与工件的材料，并以此为基础创建数学模型进行相应的理论分析。只有在理论分析基本结束时才进行实际的切削试验，如果试验与理论分析的结果不符则需要重新进行理论分析与再次切削试验。这些传统分析法所需时间周期过长会占用大量的时间与金钱。

国外的刀具切削过程仿真技术发展较早，最早的当属苏联和日本，在20世纪70年代就开发了金属切削有限单元仿真软件并进行了使用。之后的学者不断模拟出了积屑瘤的产生、切屑的厚度、切屑形状、刀具磨损及残余应力刀屑的分离准则等。在刀具的切削仿真过程中需要考虑一些关键性的技术问题：工件与刀具的材料模型的参数定义，自适应网格重新划分的方法以及刀具与切屑的分离准则。这些关键性的问题是决定仿真的结果是否可靠、是否接近事实的依据。

有限单元分析软件（比如ABAQUS、ADVANTEDGE及DEFORM）可以实现较为精确的项目模拟分析。这些软件包含前处理与后处理模块，能够方便快捷地完成仿真分析过程。各个软件又具有自身独特的特点，在解决实际问题时要根据现场情况选择适合分析的软件。

ABAQUS是一款可以在各个领域使用的有限单元分析软件，除了能模拟受力和形变问题外也能模拟热量的传导与传递等。ABAQUS使用起来非常的方便，许多的复杂的问题只需要将不同的选项块进行组合就能非常快速的模拟出来，这种可视化的窗口操作模式得到了许多科研工作者的青睐。李尧就使用了这款软件进行了合金钢的正交切削，表达出了塑性变形区的分布情况，同时也将内应力的分布状况清晰地表达出来了。(www.daowen.com)

ADVANTEDGE是一款只针对金属加工的专业商业化仿真软件。可以模拟切削工艺包括车、铣、钻、镗及拉削等，也包含常见的上百种材料。同时，该软件也支持自定义的材料参数，支持自定义材料本构方程。在后处理功能中，丰富的云图可展示应力、应变和温度等，丰富的图表曲线可表达切削力的变化。后处理中的数据可以任意读取，能通过MATLAB等数据处理软件进行拟合求解和规律分析。孙永吉为解决高速加工涡旋压缩机核心部件涡旋盘存在的加工困难的问题，选择铣削功能模式，切屑的形成过程是在AdvantEdge软件的基础上成功地模拟的。以此结果作为参考依据，选择较理想的铣削参数，减小了铣削力，降低了工件温度上升的速度，控制了铣削产生的大变形。

DEFORM的功能与ADVANTEDGE类似，能够对金属的加工以及成型过程进行有限单元模拟分析。其二维分析界面与三维分析界面都具有相似的操作规则，非常容易入门。DEFORM软件中涵盖了比较成熟的数学物理理论，在模型方面也很成熟，在许多的仿真实例上做出了突出的贡献，得到了较为理想的效果。实际的切削试验中不容易测得的数据，通过DEFORM可以较为容易地获得。DEFORM软件的一大优点就是系统兼容性好，无论是最新的Windows系统还是其他版本的操作系统都能很好地运行。刘晓初将单颗磨粒模型导入DEFORM-3D中，结果表明，磨削力与旋转角成正比。磨削温度先升高后减小。最大应力位置是磨料切削产生的材料积累面处。在陶瓷刀具的前刀面上置入不同形貌微织构，破坏了刀具前刀面的原有形貌结构。由于切削过程中，整个刀尖处于高温高压状态，当刀尖前刀面置入微织构后，不能确定微织构对刀具的切削性能和寿命是否有不利影响。因此本研究将一些复杂的微织构进行简化，用相应的数学模型来描述所建立的微织构刀具模型，这样经过有规律有系统的处理后，导入有限单元（FEM）软件，再对所设计的微织构刀具进行切削仿真模拟，分析不同形貌微织构对刀具切削性能的影响。通过与无织构刀具对比，分析切削后得到的刀具表面温度、切削力和表面应力，对所设计的微织构刀具进行可靠性分析，为微织构刀具制备提供指导，并与切削试验结果进行对比互相验证。