高速切削切屑破壞特性及本構(gòu)關(guān)系的研究.pdf

1、在高速切削過程中，材料在發(fā)生變形時不可避免的伴隨著各種損傷，損傷對材料的動態(tài)本構(gòu)關(guān)系將會產(chǎn)生很大的影響。目前對于本構(gòu)關(guān)系的研究大多沒有考慮到損傷的影響，模擬結(jié)果有較大的誤差，建立準(zhǔn)確的高速切削加工工件材料動態(tài)力學(xué)性能本構(gòu)模型是研究切削變形理論和切削過程模擬仿真的基礎(chǔ)。本文針對切削加工過程中材料的動態(tài)破壞特性，采用理論分析與試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，得到了切削參數(shù)對切屑形態(tài)的影響規(guī)律和計(jì)及損傷的材料動態(tài)本構(gòu)關(guān)系方程。
　　本研究主要內(nèi)容

2、包括：⑴利用霍普金森壓縮試驗(yàn)得到了黃銅H62和青銅QAl9-4在較高溫度和應(yīng)變率下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，分析了應(yīng)變、應(yīng)變率和溫度對黃銅H62和青銅QAl9-4的流動應(yīng)力的影響趨勢，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸計(jì)算，得到其高速切削加工的Johnson-cook本構(gòu)方程，是一種行之有效的高速切削本構(gòu)建模方法。以青銅QAl9-4為例，利用ABAQUS有限元軟件對切屑的形成過程進(jìn)行數(shù)值仿真，得到了切屑的鋸齒化程度隨著切削速度的提高增強(qiáng)，刀具前角從10o到-

3、10o時，切屑由帶狀變?yōu)殇忼X狀。⑵對鈦合金TC4材料進(jìn)行了正交切削試驗(yàn)，通過觀察切屑的宏觀形態(tài)和微觀形貌，得到了隨著切削速度和切削深度的增加，切屑的鋸齒化程度增強(qiáng)，而進(jìn)給量對切屑的鋸齒化程度影響不大。⑶通過掃描電鏡觀察QAl9-4在SHPB試驗(yàn)下的微損傷，在前人研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)塑性局域變形中部分塑性功直接轉(zhuǎn)換成微缺陷發(fā)展所需能量的思想，構(gòu)建損傷變量D，進(jìn)而建立了考慮損傷的本構(gòu)關(guān)系方程，通過SHPB試驗(yàn)和切削試驗(yàn)驗(yàn)證了考慮損傷的本構(gòu)關(guān)系