[发明专利]一种超高应变率的金属材料力学性能测试方法

摘要

本发明涉及固体力学和高速切削交叉技术领域，公开了一种超高应变率的金属材料力学性能测试方法。该测试方法首先搭建高速直角切削实验平台，准备实验；进行变切削参数的直角切削实验，得到不同切削参数下的切屑，并获得主切削力F_C、进给抗力F_T和刀具测量点温度T_c；将得到的切屑进行分组镶嵌，并分别进行研磨抛光处理，同时配制腐蚀溶液进行腐蚀处理后，在显微镜下观测其切屑厚度a₀和剪切滑移距△x；建立基于剪切滑移距△x的高速直角切削模型，表征实验工件的力学性能；采用热导反求法，求得刀‑屑接触界面温度T_AP；采用切削物理仿真方法，获得高速切削剪切滑移区的变形温度T_AB；最终实现对金属超高应变率下的剪切应力、应变、应变率和变形温度的表征。本发明的方法简单、可靠也易于实现。

主权项

1.一种超高应变率的金属材料力学性能测试方法，其特征在于：该测试方法具体包括：步骤S1：搭建高速直角切削实验平台，准备实验工件(1)并将其放置在所述实验平台上；步骤S2：在所述实验平台上，对实验工件(1)进行变切削参数的直角切削实验，即分别改变切削速度和进给量，得到不同切削参数下的切屑(5)，并获得主切削力F_C、进给抗力F_T和刀具(2)测量点温度T_c；步骤S3：将步骤S2得到的切屑(5)进行分组镶嵌，并分别进行研磨抛光处理；同时配制所述实验工件(1)材料对应的腐蚀溶液，并对抛光研磨后的切屑(5)进行腐蚀处理后，在显微镜下观测其切屑(5)厚度a₀和剪切滑移距△x；步骤S4：建立基于剪切滑移距△x的高速直角切削模型；步骤S5：根据步骤S2获得的主切削力F_C和进给抗力F_T、以及步骤S3获得的切屑(5)厚度a₀和剪切滑移距△x，并结合步骤S4的切削模型，表征实验工件(1)的力学性能；步骤S6：采用热导反求法，获得稳定时间点的刀具(2)测量点温度T_c与刀‑屑界面温度的对应关系，求得前刀面温度T_AP；步骤S7：采用切削物理仿真方法，仿真得到切削稳定状态下前刀面温度T_AP与剪切区温度之间的对应关系，并获得高速切削剪切滑移区的变形温度T_AB。