·440* 北京科技大学学报 1995年No.5 弹性能与内聚力在材料变形及断裂时释放出来· 根据弹塑性理论)，在应力σ，作用下，如果单位体积的塑性应变增量为de则对于材 料体积V,其塑性变形功E可表示为： E= o de,dv (1) 塑性变形功率W为： (2) 如果材料应力σ'和应变率是常数，则： W=o'iv (3) W值反应了塑性变形产生的声发射能，声发射信号能量取决于施加的应力σ'、应变率E· 和参与变形的材料体积V. 二维切削状态下的声发射理论模型就是以式(3)为依据建立的， 11第一变形区的功率 假设稳定切削条件下剪切面上的平均剪切应力（材料剪切强度）τk和剪应变率·是常数； 剪切应变v为：（见图1） v=△v吲△r=tg(④-r)+CtgD (4) 式中，△r一剪切厚度，中一剪切角，r一刀具前角·则应变率为： =Ay=AS .1 U A=·a= (5) 式中，U,是剪切速度，它与切削速度U的关系为： V,=cosr U (6) cos(Φ-r) D 因而， U cos(Φ-r） · (7) U 剪切区体积V,为： 。△r·b1 V,=sin (8) 0 式中，t,一切削厚度，b1-切削宽度· 图1剪切变形示意图 将式(7)、式(8)代人式(3)，得到第一变形区功率W: cosr W,=b,+sincos(-月U (9) 1.2第二变形区的功率 根据切削原理4，切屑沿前刀面流出过程中，刀屑接触面上正应力σ及剪应力t的 分布是不均匀的（如图2所示），造成刀屑接触面摩擦性质改变，L,部分出现粘结现象， 属于内摩擦，称为粘结区·L部分，刀屑呈峰点型接触，属于滑动摩擦，称为滑移区·· ) 斗《 . 5 N 北 京 科 技 大 学 学 报 年 9 9 1 o . 5 弹性 能 与 内聚力在 材 料变 形及 断裂 时释放 出来 . 根据 弹 塑性理 论「, } , 在 应力 6 J 作 用下 , 如果 单位 体积 的塑性 应 变增量 为 ds 。 , 则对于 材 料体积 V, 其 塑性 变形 功 E 可表 示 为: : 一 丁 : , · 。d ￡一 d F ( l ) 塑性 变 形 功 率 W 为 : ( 2 ) 如 果 材 料 应 力 。 ’ 和 应 变 率 云是 常数 , 则 W 值反应 了塑性 变形 产 生的声 发射 能 和参与变 形 的材 料体 积 .V 一 f 。 : 、 d 。 W = a ` 云V . 声发 射信号能量 取决 于施 加 的应力 。 ’ ( 3) 应变率 云 二维切 削状态下 的声发射理 论模 型就是 以式 ( 3) 为依 据建立 的 L l 第一 变形 区的功率 假 设稳定 切削 条件下剪 切面 上 的平均剪 切应 力 (材料 剪切 强度 ) : 、 和剪应变率 公是常数; 剪 切应变 v 为 : (见 图 l) v = A v /△r = t g (。 一 r ) + c t g 中 (4 ) 式 中 , △r 一 剪 切 厚 度 , 小 一 剪 切 角 , r 一 刀 具 前 角 . 则 应 变 率 补为 : △v △5 I U 。 V 二 — 二 — . — = — 砚〕 , △ t △ r △ t △ r 式 中 , U 、 是 剪 切 速度 , 它 与切 削 速度 U s CO S r co s (中 一 r ) U 的 关 系 为 : ( 6 ) 因而 , 以〕 Sr ( 7) U 戮\ 乡 、 一少U co s沙 一 )r 剪切 区 体积 V s 为 : Vs = . / 、 11 \ t - 5 1 1 中 △r · b ! ( 8) 式 中 , t一 切 削厚 度 , b l 一 切 削 宽 度 将 式 ( 7 ) 、 式 ( 8 ) 代 人 式 ( 3 ) , 图 1 剪切变形示意图 得 到 第 一 变 形 区 功率 W , : 礁 = b ; + r . T k C O S r s i n 巾e o s (中 一 r ) (9 ) L Z 第二 变形 区 的功率 根据 切 削 原理 l4] , 切 屑 沿 前 刀 面 流 出 过 程 中 , 刀 屑 接 触 面上 正 应 力 口 及 剪 应 力 T 的 分 布 是 不 均 匀 的 ( 如 图 2 所 示 ) , 造 成 刀 屑 接 触面 摩 擦性 质 改 变 . L , 部 分 出 现 粘结 现 象 , 属于 内摩 擦 , 称 为粘 结 区 . 几 部分 , 刀 屑呈 峰点 型接 触 , 属于 滑动摩擦 , 称 为滑 移 区