基于正交切削理论的熔石英高温本构参数的逆向识别

• 作者: 潘鹏飞 宋华伟 任国旗 杨佐辉 肖峻峰 陈肖 许剑锋
• 来源期刊: 中国科学（技术科学）
• 关键词: 熔石英玻璃 本构模型 遗传算法 正交切削 Johnson-Cook模型
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 工业人工智能专题|Special Topic:Industrial Artificial Intelligence
• 页码范围: 1426-1436
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/SST-2020-0057

摘要

激光辅助加工(laser-assisted machining,LAM)是一种新型的热机械加工技术,它为熔石英玻璃等硬脆材料的高效、低成本的优质加工提供了一种新的途径.但LAM工艺通常涉及大应变、大应变率和高温,这些变量在实验中是难以观测的.有限元切削模拟是预测切削过程切削机理的一种有效手段,而准确的材料本构模型是进行精确仿真的关键.为了获得更准确的模拟结果,本文提出了一种基于正交切削理论的材料本构关系的构建方法,以弥补熔石英本构模型的缺失.根据Oxley切削理论,建立了主剪切区应力、应变、应变率和温度等参数的场分布数学模型.搭建了正交切削实验平台,并根据实验结果计算出等效流动应力,然后通过遗传算法(genetic algorithm,GA)确定了熔石英的高温本构方程并应用于模拟中,最后通过实验验证了切削仿真模型.结果表明,仿真能较好地反映实际切削实验中的切削力和切屑形貌,这说明了本构参数的准确性和GA识别方法的可靠性.