[发明专利]原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料J-C本构模型快速求解方法

摘要

本发明公开了一种原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料J‑C本构模型快速求解方法，涉及切削加工、材料本构等领域。该方法，基于实际切削实验和金属切削理论，以能够反映实际切削过程材料状态的数据为基础，结合遗传算法和有限元分析等手段，实现了对原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料J‑C本构模型的快速求解；采用本发明的J‑C本构求解方法，实验工作量大大降低，模型求解周期大幅减小，所求解材料J‑C本构模型完全符合要求。

主权项

一种原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料J‑C本构模型快速求解方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：对TiB2/Al复合材料进行直角切削实验，获得切削力数据，同时收集每组实验切屑；步骤2：测量切屑厚度数据，同时将切屑进行金属镶样制作，测量切屑几何特征参数：齿顶高h2、齿底高h1、齿间距d、齿顶角θ2、齿底角θ1；步骤3：基于步骤1测量的切削力数据和步骤2测量的切屑厚度数据，结合材料本身性能参数，以金属切削理论为指导，计算求解剪切角、剪切应力、温度、等效塑性应变、等效塑性应变率、流动应力变量值；步骤4：基于步骤3求解得到的变量值，以遗传算法为手段，以求解计算值与优化值之间的最小值作为优化目标，优化求解J‑C本构模型参数；步骤5：以有限元仿真软件为平台，建立TiB2/Al复合材料二维直角切削模型，并将步骤4所求解J‑C本构模型输入仿真模型进行切削仿真，得到切削力仿真数据以及切削几何形态仿真数据。步骤6：将步骤1、2测量的实际切削力、切屑几何形态数据与步骤5仿真得到切削力、切屑几何形态数据进行对比；如果切削力数据相对误差不超过所设定阈值，且切屑几何形态数据相对误差也不超过所设定阈值，则输出该组材料本构参数；否则，重复步骤4～6；步骤7：求解得到原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料J‑C本构模型。