金属切屑塑性流动的稳定性

对金属正交切削过程中切屑形成机制和材料塑性流动行为进行实验研究和理论分析.通过对4种常用金属材料正交切削过程的实验研究和切屑形貌的微观观察,确定了连续切屑转变成锯齿切屑的临界速度.结果表明该临界速度与材料性能相关.在实验观察基础上,提出描述材料正交切削过程的二维分析模型.该模型假设切屑形成区为包括主剪切区和次剪切区的一个平行四边形.载荷有主剪切区中的剪应力和次剪切区中的正压力;通过量纲分析得到描述材料正交切削过程的无量纲主控参数和无量纲形式的基本控制方程;应用线性稳定性分析方法建立平面应变状态下评价材料塑性流动稳定性的普遍准则;求得切屑形成区内材料塑性变形的速度和应力近似解.讨论切屑形成、形貌转变以及相关的塑性失稳机制.分析结果表明,表征材料惯性与阻尼之比的无量纲参数—雷诺数可以作为主控参数描述金属切削过程以及切屑材料塑性流动的稳定性.