從細(xì)微晶粒層面考慮了跨晶界切削、切削顫振等問題,基于晶界硬化效應(yīng)的霍爾-佩奇定律和常規(guī)金屬切削本構(gòu)模型,建立了一種包含材料晶粒平均粒徑的微細(xì)切削本構(gòu)模型。通過仿真和切削力試驗(yàn),對模型的系數(shù)進(jìn)行了修正。研究結(jié)果表明,晶粒平均粒徑在0.07⁰.20 mm時(shí),晶界強(qiáng)化效應(yīng)較為明顯,當(dāng)晶粒平均粒徑超過0.20 mm時(shí),微細(xì)切削本構(gòu)模型對切削力的預(yù)測趨勢逐漸趨近于常規(guī)金屬切削本構(gòu)模型。且隨著晶粒平均粒徑的增大,常規(guī)金屬切削本構(gòu)模型與微細(xì)切削本構(gòu)模型的預(yù)測差值逐漸減小。試驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)對比驗(yàn)證了微細(xì)切削本構(gòu)模型的準(zhǔn)確性。

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【部分圖文】：

圖1平均晶粒度計(jì)算示意圖

晶粒度(G)表示晶粒大小的尺度。其測定方法有比較法、平均晶粒計(jì)算法和截距法[14]。平均晶粒計(jì)算法相比于其他兩種方法計(jì)算更為簡便，在仿真中更為實(shí)用。平均晶粒計(jì)算法的具體實(shí)施方式如圖1所示，在顯微鏡的毛玻璃或照片上劃一個(gè)直徑為?79.8mm的圓，面積為5000mm2，選定放大倍....

圖2平均粒徑d與晶內(nèi)阻力權(quán)重fin的二次擬合曲線

經(jīng)二次擬合可得平均晶粒粒徑d與阻力權(quán)重fin的關(guān)系(擬合的確定系數(shù)為0.993)如式(10)所示。擬合曲線如圖2所示。2.2.3晶內(nèi)和晶界流動(dòng)應(yīng)力

圖3子程序開發(fā)流程圖

根據(jù)VUMAT開發(fā)準(zhǔn)則、彈塑性力學(xué)以及應(yīng)力更新算法，可以實(shí)現(xiàn)用戶自定義本構(gòu)模型的開發(fā)與編譯，引入晶界硬化效應(yīng)的本構(gòu)模型子程序開發(fā)的流程圖，如圖3所示。2.4微細(xì)切削本構(gòu)模型仿真對比

圖4多晶體幾何模型

基于結(jié)晶過程中形核擴(kuò)張的最速成型原理，采用泰森多邊形(Voronoi)對真實(shí)材料的晶粒進(jìn)行幾何近似建模。在MATLAB中編寫程序代碼，通過ABAQUS子程序接口生成工件幾何模型，通過控制各坐標(biāo)散布的隨機(jī)點(diǎn)數(shù)量實(shí)現(xiàn)不同的晶粒大小。圖4為已劃分過Voronoi晶粒近似結(jié)構(gòu)的工件模型，....

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