反求材料JC本构方程系数方法的改进

基于材料切削过程的有限元仿真结果和切削实验数据,提出一种采用多元函数的下山单纯形法来修正材料的本构方程系数的改进方法。该方法充分考虑材料Johnson-Cook(JC)本构方程系数的物理意义,将修正系数数目从5个(A、B、n、C、m)降低为2个(C、m),从而减少了修正过程中40%的有限元仿真工作量。将改进方法获得的45钢JC本构方程系数代入Advant Edge软件,预测出的主切削力Fc和切削推力Ft的平均相对误差分别为13.82%和10.04%,与原方法产生的误差基本相当,从而验证了所提方法的有效性和可行性。     

考虑切削条件变化的刀屑摩擦系数反求方法

基于AdvantEdge FEM分析了刀屑摩擦因数对工件已加工表面残余应力仿真的影响,提出了一种利用有限元仿真实验数据建立切削力与刀具几何参数（前角、钝圆半径）、切削用量和刀屑摩擦因数之间关系的经验模型,从而通过切削力的实验值来反求刀屑摩擦因数的方法,以提高工件残余应力分布的有限元仿真精度。仿真实验结果表明,与软件默认的摩擦因数和平均库仑摩擦因数相比,用文中方法所求得的摩擦因数仿真得到的车削45钢工件的残余应力分布与实验结果更为接近。     

基于改进温度模型的300M钢本构方程参数识别

为了提高通过切削实验获取材料本构方程参数的精度,提出了将基于移动热源理论的温度分布模型沿剪切面积分计算剪切区平均温度的方法,结合不等距剪切区模型求得等效应变和应变率,建立了材料Johnson-Cook(J-C)本构方程参数的求解模型。根据切削实验获取的切削力和切屑厚度数据并采用遗传算法求得了300M钢J-C本构方程参数。与AdvantEdge FEM软件自带的300M钢本构模型相比,用所求模型参数仿真得到的主切削力、进给力和切屑厚度的精度有显著提高,验证了所建本构方程参数求解模型的有效性。