【摘 要】
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为解决高温高压环境下Johnson-Cook(J-C)本构模型不再适用于Ti-6Al-4V合金切削有限元仿真的问题,建立了基于重结晶的修正J-C本构模型,它可以体现出高速切削Ti-6Al-4V合金时的
【机 构】
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太原理工大学机械工程学院,中北大学机械工程与自动化学院
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(50975191);山西省重点实验室开放基金资助项目(2007031007);山西省自然科学基金资助项目(2008011056)
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为解决高温高压环境下Johnson-Cook(J-C)本构模型不再适用于Ti-6Al-4V合金切削有限元仿真的问题,建立了基于重结晶的修正J-C本构模型,它可以体现出高速切削Ti-6Al-4V合金时的应力回落现象。首先,利用霍普金森压杆试验测得了Ti-6Al-4V的应力-应变数据,利用变量分离法拟合出修正J-C本构模型,该模型可以反映材料发生相变时应力-应变曲线的变化趋势,并能很好地逼近压杆试验数据曲线。然后,以AdvantEdge FEM有限元软件为平台,采用回退映射应力积分算法编写子程序,将该修正本构模型和J-C本构模型导入有限元系统,并对这2种本构模型进行有限元仿真。仿真结果对比表明:在相同的切削条件下,当温度超过850℃时,修正本构模型体现出流动应力急剧下降的现象,下降幅度为46.7%,而J-C本构模型的流动应力下降平缓,仅下降了11%,说明修正本构模型更贴近高速切削Ti-6Al-4V合金时的高温与高冲击环境。
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