[发明专利]一种测定钛合金TC4本构方程的方法

摘要

本发明公开了一种测定钛合金TC4本构方程的方法，该方法通过测量切削加工过程中的切削力、切削温度、切屑变形参数等值，利用切屑变形理论反求出工件材料的等值，最后将切屑变形的值利用遗传算法进行本构方程中待定参数的标定，以误差平方和最小为优化目标，得到钛合金TC4环槽切削加工切屑变形的本构方程。本发明以金属切削加工为研究对象，通过加工过程中的切屑变形行为研究，得到钛合金TC4的本构方程更加适用于钛合金TC4环槽切削加工的数值研究，而且本发明在测定过程中，不需要添加附加装置，降低测量成本、减轻附加装置带来的实验误差，使得测定实验操作更加简单，误差更小。

主权项

一种测定钛合金TC4本构方程的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）首先在工件表面加工环槽处利用铣刀加工出两个相同的轴向切屑脱离槽，且切屑脱离槽沿径向对称布置在工件表面，然后在数控车床进行环槽车削加工；（2）利用动态测力仪或者压力传感器测量切削加工中的切削力，利用自然热电偶法、人工热电偶法或者红外线测温装置测量切削加工过程中的切削温度，记录切屑在切屑脱离槽处断裂时的主切削力F_C以及进给力F_j、切削速度V 以及切削温度T ；（3）将所得切屑标本根部研磨抛光处理，通过显微镜观察切屑的变形状态，利用电子显微镜直接测量剪切角φ、第一变形区的宽度值△S 、变形后的切屑厚度a_j、变形后的切屑宽度a_w、切槽刀具前角γ₀ 以及刀具前刀面的摩擦角β；（4）将将步骤（2）和步骤（3）获得的数值带入平行侧面剪切区模型进行切屑应力σ、切屑应变ε以及切屑应变率的反求，求得该切屑变形的σ、ε、值，其中平行侧面剪切区模型的表达式为：式中剪切应力τ等于切屑应力σ，即σ=τ；（5）获得两组或两组以上的切屑变形的σ、ε、、T 值利用遗传算法进行本构方程中待定参数的标定，以误差平方和最小为优化目标，得到钛合金TC4环槽切削加工切屑变形的本构方程。