陈小琦，张 可，聂广超，张小明

（1.中南大学，长沙 410083； 2.华中科技大学，武汉 430074）

切削过程实质上是在外力作用下，材料产生剧烈塑性变形然后切屑-工件分离的过程。该过程是个极为复杂的物理过程，为研究其切削机理，对切削加工过程进行预测，传统的解析方法已不适用，而直接进行试验比较耗时耗力，且成本高[1–3]。随着有限元技术的发展，有限元切削仿真在难加工材料切削研究中发挥着越来越重要的作用。有限元仿真计算结果的准确性与材料本构模型参数的准确性直接相关，因此材料本构模型参数辨识成为切削仿真工作的基础。

目前存在多种本构模型描述应力与应变、应变率、温度之间的关系[4-5]，其中Johnson–Cook（J-C）本构模型在金属切削中应用最为广泛。国内外学者对于J–C 本构模型的参数识别进行了大量的研究，鲁世红等[6]通过SHPB 试验结合自适应遗传算法对TC4 钛合金J–C 本构模型参数进行了辨识，应变率达到的范围为102～104s–1，与实际切削过程应变率差距较大。Tounsi等[7]基于应变率的分段线性分布确定了一种分析模型，通过一次切削试验就获得足够的数据量，通过使分析模型预测的物理量与试验测量值相匹配辨识本构模型系数。Özel 等[8]通过试验测得切削力与切屑厚度，应用Oxley 滑移线场逆分析来计算J–C 本构参数，该模型对剪切带上的平均温度计算做出了改进。Klocke等[9]基于有限元与试验对比的方法研究了非稳态切削过程，将锯齿状切屑与切削力作为研究对象辨识本构参数。……