基于正交切削理论的航空钛合金切削加工本构模型构建-论文.pdf

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1、第24卷第5期中国有色金属学报2014年5月Volume24Number5TheChineseJournalofNonferrousMetalsMay2014文章编号：1004—0609(2014)05—1259．09基于正交切削理论的航空钛合金切削加工本构模型构建杨勇，朱卫卫，李明(青岛理工大学机械工程学院，青岛266033)摘要：为弥补现有航空钛合金切削加工本构模型研究的不足，提出基于正交切削理论的材料本构模型构建方法。根据正交切削理论建立剪切区内应力、应变、应变率、温度以及二维切削力的数学模型，开发以剪切区长度和厚度比值为迭代变量的建

2、模技术，结合动态压缩力学性能实验(SHPB实验)和直角铣削实验，通过对各变形参数的数学求解，建立航空钛合金切削加工本构模型。在此基础上，进行材料本构模型的分析和实验验证。结果表明：航空钛合金材料在切削加工中具有明显的应变硬化特性、温度敏感特性和应变率敏感特性；钛合金随着应变率的增大，流动应力的增量逐渐减小，材料的应变率敏感性降低。关键词：钛合金；切削加工；正交切削理论；本构模型中图分类号：TG146文献标志码：AConstructionofmaterialconstitutivemodelduringcuttingprocessforaer

3、onauticaltitaniumalloybasedonorthogonalcuttingtheoryYANGYong，ZHUWei-wei，LIMing(SchoolofMechanicalEngineering，QingdaoTechnologicalUniversity，Qingdao266033，China)Abstract：Tomakeuptheshortcomingofthecurrentresearchesinmaterialconstitutivemodelduringcuttingprocess，aconstructio

4、nmethodofmaterialconstitutivemodelbasedonorthogonalcuttingtheorywaspresented．Accordingtotheorthonalcuttingtheory,themathematicmodelofstress，strain，strainrateandtemperatureinshearzone，aswellasthetwo—dimensionalcuttingforce，wasestablished．Theconstrutiontechnologyofmaterialco

5、nstitutivemodelbytakingtheratiooflengthtodepthinshearzoneasaniterativevariablewasdeveloped．WiththesplitHopkinsonpressurebar(SHPB)compressionexperimentandorthogonalcuttingexperiment，thematerialdeformationphysicalquantitiesweresolvedandthematerialconstitutivemodelwasestablis

6、hed．Thepredictionvaluesofmaterialconstitutivemodelwerecomparedwiththecuttingexperimentones，andtheyarefoundtobeingoodagreement．Theresultsshowthattitaniumalloymaterialhasobviousstrainhardeningcharacteristic，temperaturesensitivitycharacteristicandstrainratesensitivitycharacte

7、risticduringcuttingprocess．Andwiththeincreaseofstrainrate，theflowstressincrementdecreases，andthestrainratesensitivitycharacteristicdecreases．Keywords：titaniumalloy；cuttingprocess；orthogonalcuttingtheory；constitutivemodel材料本构模型用来描述材料的力学性质，表征材个典型的塑性变形力学问题，因而，材料本构模型的料变形过程中的动态

8、响应。建立材料本构模型，不管建立也是金属切削研究领域密切关注的问题。是在制定合理的加工工艺方面，还是在金属塑性变形当前，针对切削加工工艺的材料本构模型研究还理论的研究方面都极其重