《表4 部分断裂能取值下的仿真与实验切削力、切屑形态参数》

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《损伤演化对Ti6Al4V高速切削仿真结果的影响》

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综合考虑文献[13，29-31]中提到的问题，本文将切屑层的损伤演化定义为指数形式，损伤层定义成线性形式。同时，为了简化计算，将Gf值视为定值。从文献[32]中查得Ti6Al4V的KIC值为74.6MPa/m2，Gf值由式（9）计算，室温下的值约为45mJ/mm2。然而观察发现在此取值下的仿真切削力和切屑形态与实际切削加工结果存在较大差异。由式（5）可以发现，ABAQUS中定义的Gf值与仿真模型中的单元特征长度L0相关。因此，为了获得准确的仿真结果，针对不同网格密度的模型，需要对Gf进行校准。对此，本文通过不断比较仿真和实验的结果来确定适合本研究模型的Gf取值。表4为切削速度180m/min，进给量0.1mm/r时，部分Gf取值下的仿真与实验的切削力、切屑形态数据。可以看出，切屑的平均齿顶高H、平均齿根高h随Gf值的减小而下降，平均齿距L随着Gf值的减小而增大，Gs值随Gf值的减小而增大。仿真的切屑变形厚度小于实际切削时的切屑变形厚度，这主要是由于仿真模型中定义了一层损伤分离层，在切屑分离时，损伤层和切屑层中一些变形过大的单元会从模型中消失，势必会减小切屑的厚度，并且仿真的齿距也无法达到实际切屑的齿距。当Gf值小于14mJ/mm2左右时切屑齿根处会断裂，形成粒状切屑。