钛合金Ti-6Al-4V动态再结晶行为与高速铣削过程模型

　　本书将实践应用与理论研究结合起来，采用从简入难的方法，循序渐进地讲述了切削过程建模技术中的一些常用方法以及动态再结晶软化效应在高速铣削过程建模中的应用研究，将创新点与应用方法完美地结合在一起，尤其是对有限元软件与子程序的应用方法介绍得很详细，读者可以举一反三，学会应用这种方法开发自己的程序，建立自己的切削过程模型；专业方面探讨了动态再结晶修正本构在高速铣削模型中的应用，为进行本构模型建立与切削过程模型建立研究的技术人员或研究生提供了一个思路与继续探索的方向。 

　　本书将动态再结晶这个在材料大变形中经常出现的微观组织变化引入到切削过程建模技术中，讲述了考虑再结晶现象的修正本构在高速铣削钛合金Ti-6Al-4V过程模型中的应用，验证了动态再结晶现象在大变形过程中发生的必然性以及新切削过程模型的正确性。本书共分5章。第1章主要阐述了钛合金Ti-6Al-4V的特性与再结晶行为，对切削过程建模的几种主要方法与*发展进行了介绍；第2章以实例的方式详细介绍了切削过程建模技术中的解析建模法、数值建模法、经验建模法以及混合建模法；第3章讲述了钛合金Ti-6Al-4V在不同应变速率下的微观组织性质与应力－应变规律，证明了无论在何种应变速率下钛合金Ti-6Al-4V均有发生动态再结晶的可能性；第4章将动态再结晶软化效应引入到本构模型中，利用变量分离法拟合了修正模型的参数，并验证了该修正模型的正确性；第5章建立了高速铣削钛合金Ti-6Al-4V过程有限元模型，将修正本构以子程序形式导入有限元系统中。仿真结果再一次表明，基于考虑再结晶软化效应的有限元模型比原来的J-C模型在描述高速铣削过程时更具有优越性。

　博士，讲师，中北大学机械与动力工程学院教师。多年来一直从事先进加工技术理论与方法的科研及专业教学工作。

1 绪论
  1.1 钛合金Ti-6Al-4V及其动态再结晶行为研究
    1.1.1 钛合金Ti-6Al-4V特性
    1.1.2 再结晶行为研究
  1.2 钛合金高速切削加工
    1.2.1 高速切削概述
    1.2.2 钛合金Ti-6Al-4V高速切削
  1.3 切削过程建模技术的发展
    1.3.1 概述
    1.3.2 切削过程模型
    1.3.3 材料本构研究
  参考文献
2 金属切削过程建模技术
  2.1 切削过程数值模型
    2.1.1 概述
    2.1.2 典型有限元切削建模技术
    2.1.3 有限元仿真与试验误差分析
  2.2 切削过程解析模型
    2.2.1 解析模型的建立
    2.2.2 模型参数的确定
    2.2.3 铣削力验证分析
  2.3 切削过程经验模型
    2.3.1 高速铣削实验设置
    2.3.2 切削力经验模型建立
  2.4 切削过程智能混合模型
    2.4.1 切削用量优化方法
    2.4.2 遗传算法的应用
    2.4.3 创建数据库技术
    2.4.4 网络系统结构的建立
    2.4.5 系统验证
  2.5 切削过程工艺性能预测模型
    2.5.1 基于解析法的残余应力预测模型
    2.5.2 基于经验法的表面粗糙度预测模型
    2.5.3 基于有限元法的表面加工硬化预测模型
  参考文献
3 不同应变速率下钛合金Ti-6Al-4V的动态再结晶研究
  3.1 低应变速率下的动态再结晶——热压缩试验与动力学研究
    3.1.1 等温恒应变率压缩试验与微观组织研究
    3.1.2 动力学研究
    3.1.3 影响钛合金Ti-6Al-4V动态再结晶程度的因素分析
  3.2 高应变速率下的动态再结晶——高速铣削试验与切屑形态研究
    3.2.1 钛合金Ti-6Al-4V铣削试验
    3.2.2 切屑形态分析
    3.2.3 切屑变形
    3.2.4 绝热剪切带
  参考文献
4 钛合金Ti-6Al-4V考虑再结晶软化的材料本构模型研究
  4.1 分离式Hopkinson压杆试验
    4.1.1 试验原理及试验装置
    4.1.2 试验方案
    4.1.3 试验结果与分析
  4.2 考虑动态再结晶软化效应的材料本构模型研究
    4.2.1 本构模型
    4.2.2 考虑钛合金Ti-6Al-4V再结晶软化的材料本构方程
    4.2.3 确定本构模型参数
  参考文献
5 高速铣削钛合金Ti-6Al-4V有限元模型与仿真
  5.1 高速铣削钛合金Ti-6Al-4V有限元模型
    5.1.1 高速铣削有限元模型
    5.1.2 Recht剪切失稳模型
    5.1.3 用户材料子程序嵌入技术
  5.2 高速铣削钛合金Ti-6Al-4V有限元仿真
    5.2.1 有限元基本参数设置
    5.2.2 应力有限元仿真
    5.2.3 切屑有限元仿真
    5.2.4 剪切应力有限元仿真
  参考文献

　　切削加工是制造高精度、高表面质量产品的经济、常用的一种加工方法，在现代制造领域中占有份额。近年来，随着机床、**以及新材料的蓬勃发展，中国制造正在走向中国创造。金属切削过程模型可以对制造过程中的工艺规划和切削性能等进行预测，从而提高生产效率与产品质量，降低生产成本，是发展制造技术的重要研究途径。钛合金Ti-6Al-4V借助其卓越的材料性能，成为航空、航天领域应用为广泛的材料之一。同时，它也是一种难加工材料，高速切削技术是解决该材料大量需求与加工困难这一矛盾的重要方法。
　　本书在详细介绍金属切削过程建模技术的常用方法的基础上，将动态再结晶这个在材料大变形中经常出现的微观组织变化引入到钛合金Ti-6Al-4V高速铣削模型中，采用理论分析、试验研究与数值模型仿真相结合的方法，建立了考虑再结晶软化效应的高速铣削数值模型，验证了动态再结晶行为在大变形过程中发生的必然性以及新切削过程模型的正确性。
　　本书将实践应用与理论研究结合起来，采用从简入难的方法，循序渐进地讲述了切削过程建模技术中的一些常用方法以及动态再结晶软化效应在高速铣削过程建模中的应用研究，将创新点与应用方法完美地结合在一起，尤其是对有限元软件与子程序的应用方法介绍得很详细，读者可以举一反三，学会应用这种方法开发自己的程序，建立自己的切削过程模型；专业方面探讨了动态再结晶修正本构在高速铣削模型中的应用，为进行本构模型建立与切削过程模型建立研究的技术人员或研究生提供了一个思路与继续探索的方向。

 

　　该书的出版将十分有助于切削加工技术基础及其应用的研究，有助于我国金属切削科技的发展。