机械工程学报

作者：郝小乐, 岳彩旭, 陈志涛, 刘献礼, LIANG S Y, WANG Lihui, 严复钢

单位：1. 哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室 哈尔滨 150080;2. 佐治亚理工学院乔治·W·伍德拉夫机械工程学院 亚特兰大 30332 美国;3. 瑞典皇家理工学院 斯德哥尔摩 25175 瑞典

关键词：TANH材料本构模型,热力耦合,切削力预测模型,应变硬化率,敏感度分析；

基金：国家自然科学基金国际合作重点（51720105009）和哈尔滨理工大学“理工英才”计划杰出青年（LGYC2018JQ015）资助项目。

TANH材料本构模型在Johnson-Cook（J-C）材料本构模型基础上考虑了应变软化，可以进一步揭示切削过程中大变形高应变速率下材料的本质属性。为了验证TANH材料本构模型修正系数优化方法的精度，针对典型难加工材料Ti6Al4V的车削过程，在考虑热力耦合效应的基础上建立了基于TANH材料本构模型的正交切削力预测模型，切削力试验结果与预测结果吻合良好。同时，揭示了TANH材料本构模型修正系数与切削力之间的联系。基于TANH材料本构模型所建立的切削力预测模型输入参数仅包括切削用量、刀具几何参数和材料物理参数。提出了一种TANH材料本构模型修正系数选择区间的优化方法，并分析了切削力受TANH材料本构模型修正系数变化的敏感度，然后对修正系数进行了优化，在保证精度的前提下提高了切削力仿真效率。修正系数优化后的TANH材料本构模型明显捕捉到了应变硬化率对应变速率的依赖特性。研究结果为TANH本构模型深入研究及应用提供了理论基础。

来源：2020年第9期

《机械工程学报》期刊编辑部

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