构建钛合金切削加工的大应变高温本构模型

"钛合金切削加工中大应变、高应变率、高温材料本构模型的构建" 本文由杨勇和李明共同撰写，主要关注的是在钛合金切削加工过程中，面对大应变、高应变率及高温条件下的材料本构模型构建问题。在切削加工领域，钛合金因其高强度、耐腐蚀等特性被广泛应用，但其在切削过程中的复杂行为，如大应变、高应变率和高温效应，使得现有的材料模型难以准确预测其力学性能。 研究人员提出了一种基于正交切削理论的建模方法，通过建立剪切区内应力、应变、应变率和温度的数学模型，以及二维切削力模型，以剪切区长度和厚度的比值作为迭代变量，从而形成一个动态的建模过程。他们结合了动态压缩力学性能实验（SHPB实验）和直角铣削实验的数据，对各变形参数进行数学求解，最终建立了适用于航空钛合金的大应变、高应变率、高温材料本构模型。 模型分析表明，钛合金在切削过程中表现出显著的应变硬化现象，即随着应变量的增加，材料的抵抗变形能力增强。此外，它还具有温度敏感性，即温度的变化会显著影响其力学性能。同时，随着应变率的增加，流动应力的增量逐渐减小，反映了材料的应变率敏感性降低，意味着在高速切削条件下，材料的流动阻力会相对减弱。 为了验证所建立的本构模型的有效性，作者进行了切削实验，实验结果证实了模型能够准确地描述钛合金在切削过程中的力学行为，从而为优化切削参数、提高加工质量和效率提供了理论支持。 该研究对于理解和改善钛合金的切削工艺具有重要意义，同时也为其他高温、高应变率条件下的金属材料的切削加工提供了参考。关键词包括钛合金、切削加工、正交切削理论和本构模型，这些关键词突出了研究的核心内容和应用领域。该研究得到了高等学校博士学科点专项科研基金新教师类资助课题和山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目的资助。