基于切削力逆向识别修正本构参数的解算方法

专利主权项内容

1.基于切削力逆向识别修正本构参数的解算方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：从微观位错角度分析奥氏体相与铁素体相的粘性行为，基于两相的粘性效应以及混合法则建立S32760双相不锈钢的粘性本构模型；粘性本构模型构建方法：建立考虑粘性效应的本构模型，将方程分为三个部分：式中：σ为非热应力项；/>为反应应变率与温度效应的影响因子；σ为热应力项；σ为粘性效应项；athc由于材料的双相属性，所以应分别计算铁素体的三种应力和奥氏体的三种应力并配比权重进行累加：σ＝lσ+lσ；1122非热应力项：铁素体和奥氏体本构方程中的非热应力项分别可以写为下式：式中：σ和σ分别为位错在铁素体以及奥氏体内运动的总阻力；m和m别为铁素体以及奥氏体表征晶界强度的常数；d和d分别为铁素体以及奥氏体的晶粒尺寸；K为铁素体硬化系数；ε为真实应变；n为铁素体应变敏感指数；i1i2121211热应力项：影响因子的表达式为：式中：k为波尔兹曼常数；T为温度；G为参考热激活能；/>为参考应变率；p、q为势垒常数；0由于体心立方结构的热应力与应变无关，所以铁素体的热应力项与铁素体饱和应力值相等，铁素体热应力项表示为：式中：/>为铁素体饱和阈值应力在T＝0K时的参考值；b为位错的Burgers矢量；E为材料的剪切模量；a0为常数；奥氏体热应力项表示为：式中：K为奥氏体应变硬化系数；n为奥氏体应变敏感指数；/>为奥氏体饱和阈值应力在T＝0K时的参考值；22粘性效应项：铁素体粘性效应项表示为：式中：μ为铁素体粘性阻尼系数；ρ为铁素体移动位错密度；b为铁素体位错的Burgers矢量；d1d11奥氏体粘性效应项表示为：式中：μ为奥氏体粘性阻尼系数；ρ为奥氏体移动位错密度；b为奥氏体位错的Burgers矢量；d2d22S32760粘性本构：S2：基于Oxley理论建立直角切削等分剪切区模型，对切削过程中多物理场分布进行预测；直角切削等分剪切区表征方法：在平面应变与稳态切削条件下，建立了直角切削工艺变量与输出变量之间的理论关系；剪切面分析；刀具-切屑界面分析；切屑形成力的求解方法：建立直角切削等分剪切区模型，以材料属性、刀具几何角度以及切削用量作为自变量，在理论计算过程中，根据三个平衡条件进行迭代计算剪切角值、第一变形区剪切带长宽比和第二变形区厚度与切屑厚度的比值，当输出变量满足三个平衡条件时，计算将结束；三个平衡条件分别为：第一，刀具-切屑界面处的应力平衡，其中刀具-切屑界面切向应力等于切屑中的流动应力；第二，刀尖处的应力平衡，即用合力计算的刀尖界面法向应力等于用刀尖边界条件计算的法向应力；第三，切削力最小原则；S3：基于直角切削实验对本构参数逆向识别修正，基于切削力的粘性本构参数逆向求解方法：搭建直角切削实验平台；使用测力仪测量切削力；应变率随切削速度变化特征；流动应力与切削分力之间的关系：最小二乘法原理目标函数；基于切削力逆向求解本构参数流程图；修正后的本构方程：