随着计算机技术的发展,有限元仿真越来越广泛应用于切削加工中参数优化、切削机理研究等领域。John-Cook(J-C)本构模型是高温合金切削仿真的基础,关系到仿真结果的准确性与可靠性。针对传统的霍普金森杆试验(SplitHopkinson pressure bar, SHPB)获得的材料流动特性不能准确描述切削加工中材料的热塑性变形,其参数辨识的结果与实际切削状况有较大偏差的问题。提出了一种基于OXLEY切削理论和直角切削试验相结合的高温合金J-C本构参数逆向辨识方法。首先,基于不等分剪切区模型,给出了切削过程中应变、应变率、剪切区温度的分布规律;然后,针对传统车削与二维仿真模型无法直接比较的问题,设计并搭建了直角切削试验平台;最后,基于不等分剪切区模型与直角切削试验,分别计算了主剪切面流动应力的理论值和试验值,在给定本构参数约束条件下,以理论值与试验值差距最小为目标函数,通过遗传算法搜索本构参数的最优组合,实现了5个J-C本构参数(初始屈服应力A,应变强化系数B,应变率强化系数C,热软化系数m,加工硬化指数n)的最小二乘辨识。最后,将获得J-C本构参数的仿真值与试验结果进行对比,验证了逆向辨识方法的可行性与本构模型的准确性。
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