基于解析方法的TANH材料本构模型研究

TANH材料本构模型在Johnson-Cook(J-C)材料本构模型基础上考虑了应变软化,可以进一步揭示切削过程中大变形高应变速率下材料的本质属性.为了验证TANH材料本构模型修正系数优化方法的精度,针对典型难加工材料Ti6Al4V的车削过程,在考虑热力耦合效应的基础上建立了基于TANH材料本构模型的正交切削力预测模型,切削力试验结果与预测结果吻合良好.同时,揭示了TANH材料本构模型修正系数与切削力之间的联系.基于TANH材料本构模型所建立的切削力预测模型输入参数仅包括切削用量、刀具几何参数和材料物理参数.提出了一种TANH材料本构模型修正系数选择区间的优化方法,并分析了切削力受TANH材料本构模型修正系数变化的敏感度,然后对修正系数进行了优化,在保证精度的前提下提高了切削力仿真效率.修正系数优化后的TANH材料本构模型明显捕捉到了应变硬化率对应变速率的依赖特性.研究结果为TANH本构模型深入研究及应用提供了理论基础.