[发明专利]利用高速变深度切削测试脆性材料动态力学性能的方法

权利要求书

1.利用高速变深度切削测试脆性材料动态力学性能的方法，其特征在于，包括：

采用金刚石球头刀具在被测试材料表面进行变深度切削加工，获取不同加载条件下的变形行为；

以塑性域切削加工区域为应力分析区域，计算切削应力与切削应变率；

进行不同应变率下的切削区域应力无量纲化处理，拟合获得无量纲化应力与无量纲化应变率之间的关系曲线，得到依赖于应变率的材料本构模型；

固定切削速度，利用激光辅助加热装置辐照被切削区域，以加热温度作为切削变量，建立综合考虑温度与应变率影响的材料本构模型。

2.根据权利要求1所述的利用高速变深度切削测试脆性材料动态力学性能的方法，其特征在于，将被测试材料进行预加工，切割制备出片状被测试样，且将被测试样表面抛光至镜面。

3.根据权利要求2所述的利用高速变深度切削测试脆性材料动态力学性能的方法，其特征在于，将测力仪固定于工作台上表面，被测试样放置于测力仪上侧；测力仪用于测量变切深切削过程中的切削力分量。

4.根据权利要求3所述的利用高速变深度切削测试脆性材料动态力学性能的方法，其特征在于，所述工作台为高速运动工作台，其覆盖1mm/min-10⁴mm/min的线性运动速度范围。

5.根据权利要求1所述的利用高速变深度切削测试脆性材料动态力学性能的方法，其特征在于，以最低切削速度条件下的切削应力和应变率为基准，对各切削速度下的加工应力和应变率进行无量纲化处理；拟合获得无量纲化应力与无量纲化应变率之间的关系曲线，建立材料变形应力与应变率之间的函数关系。

6.根据权利要求1所述的利用高速变深度切削测试脆性材料动态力学性能的方法，其特征在于，切削应力根据切削力分量与相应方向的投影面积比值得出；切削应变率根据切削速度与切削宽度的比值得出。

7.根据权利要求1所述的利用高速变深度切削测试脆性材料动态力学性能的方法，其特征在于，采用线性拟合方法得到无量纲化应力与无量纲化应变率或温度之间的关系式。

8.根据权利要求1所述的利用高速变深度切削测试脆性材料动态力学性能的方法，其特征在于，采用切削深度由零开始线性增大的变深度切削加工方式。

9.根据权利要求1或8所述的利用高速变深度切削测试脆性材料动态力学性能的方法，其特征在于，金刚石球头刀具的切削速度范围为1mm/min-10⁴mm/min，最大切削深度小于5μm。

10.根据权利要求1所述的利用高速变深度切削测试脆性材料动态力学性能的方法，其特征在于，塑性域切削加工区域根据切削力曲线的波动情况或加工表面形貌确定。