(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211021841.1 (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 大连理工大 学 地址 116024 辽宁省大连市高新园区凌工 路2号 (72)发明人 冯嘉健　董志刚　张园　康仁科　 (74)专利代理 机构 大连东方专利代理有限责任 公司 21212 专利代理师 修睿　李洪福 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种获取 材料JC损伤模型参数的方法 (57)摘要 本发明公开了一种获取材料JC损伤模型参 数的方法， 本发 明通过建立高速直角切削仿真模 型 ， 结合高速直角切削实验 ， 确定材料的 Johnson‑Cook损伤模型参数。 共包括以下步骤： 首先， 在五个梯度变化的切削速度下对材料开展 直角切削实验， 并对所形成的锯齿状切屑进行锯 齿化程度测量； 其次， 设计关于梯度变化的 Johnson‑Cook损伤模型参数的仿真方案， 并通过 ABAQUS进行一系列的高速直角切削仿真， 测量锯 齿化程度参数； 然后， 建立锯齿化程度参数对 Johnson‑Cook损伤模型参数的回归方程； 最后， 代入实验 值， 求解得到材料的John son‑Cook损伤 模型参数。 此方法可以解决现有损伤 参数标定方 法存在的实验周 期长、 实验成本高、 动态损伤性 能获取难的问题。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115293005 A 2022.11.04 CN 115293005 A 1.一种获取 材料JC损伤模型参数的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 考虑Johnson ‑Cook损伤模型参数Di对切屑锯齿 化程度的影响关系， 得到锯齿化程度 参数对Johnso n‑Cook损伤模型参数的关系模型； S2、 根据锯齿状切屑形成规律确定切削速度范围并划分速度梯度， 开展切削实验， 加工 结束后， 对加工过程得到的锯齿状切屑进行锯齿化 程度的测量； S3、 通过被测材 料类别确定被测材 料Johnso n‑Cook损伤模型参数 范围； S4、 令参数 范围扩大x％； S5、 对Johnson ‑Cook损伤模型参数进行梯度划分， 设计不同梯度下的仿真方案， 结合切 削参数、 材 料特性等因素， 通过有限元分析 软件建立仿真模型； S6、 对不同Johnson ‑Cook损伤模型参数下的仿真结果进行测量得到锯齿化程度参数， 对Johnson ‑Cook损伤模型参数逐一进行拟合得到回归方程， 并代入实验数据， 联立方程求 解得到Johnso n‑Cook损伤模型参数。 2.根据权利要求1所述的获取材料JC损伤模型参数的方法， 其特征在于， 所述步骤S2 中， 开展切削实验具体为在不同梯度切削速度下开展高速直角切削实验， 具有如下步骤： S21、 根据锯齿状切屑形成条件确定切削速度范围， 制定不同切削速度下的实验方案并 开展切削实验， 收集切削过程中产生的切屑； S22、 观测得到的切屑， 测量锯齿化 程度参数。 3.根据权利要求2所述的获取材料JC损伤模型参数的方法， 其特征在于， 在所述步骤3 中， 确定被测材 料仿真所需Johnso n‑Cook损伤模型参数 范围， 具有以下步骤： S31、 通过相似类型材料Johnson ‑Cook损伤模型参数确定被测材料 的Johnson ‑Cook损 伤模型参数 范围。 4.根据权利要求3所述的获取材料JC损伤模型参数的方法， 其特征在于， 所述步骤S4 中， 令参数 范围扩大x％， 具有以下步骤： S41、 在通过被测材料类别确定被测材料Johnson ‑Cook损伤模型参数范围基础 上， 将每 个损伤参数的范围扩大至[(1 ‑x％)Di,(1+x％)Di],i＝1,2,3,4,5， 其中， Di， i＝1,2,3,4,5 分别表示初始失效应 变、 指数因子、 应力三轴度因子、 应 变率因子和温度因子 。 5.根据权利要求4所述的获取材料JC损伤模型参数的方法， 其特征在于： 所述步骤5中， 建立仿真模型 具有如下步骤： S51、 利用有限元分析软件建立模型， 设置热力耦合分析， 把刀具设置为刚体， 并采用单 元删除技 术； S52、 对五个Johnson ‑Cook损伤模型变量值进行梯度划分， 控制变量， 每个参数设n个梯 度， 令其范围扩大y倍， 得到包括 其本身共一组2n+1次仿真实验。 6.根据权利要求5所述的一种获取材料JC损伤模型参数的方法， 其特征在于： 所述步骤 6具体包括如下步骤： S61、 利用测量软件对仿真得到的锯齿状切屑进行测量， 对锯齿顶端、 锯齿谷部以及切 屑底部进行标记， 作圆C1、 C2、 C3， 将圆心到上述三个标记点的距离分别记为r1、 r2、 r3， 锯齿化 程度参数计算公式为： S62、 对仿真得到的锯齿化程度参数Gs与五组Johnson ‑Cook损伤模型参数进行线性拟权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115293005 A 2合， 建立非齐次线性方程组： 式中， Gs表示锯齿化程度参数， i表示第几个Johnson ‑Cook损伤模型参数， j表示第几组 实验， Aij为拟合得到的相关系数， εj为常数项； S63、 代入 步骤2中实验所测得的锯齿化参数Gs的实际值， 联立方程解出Johnson ‑Cook损 伤模型参数Di。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115293005 A 3