切削作为一个大塑性变形过程,应变率随切削速度的提高而增大,高速切削时甚至能达到105s-1数量级,材料在高应变率下的动态力学性能与准静态下的性能有明显的不同,需要考虑粘性行为对材料塑性变形过程的影响。本文针对切削过程7075-T651铝合金在高应变率下的典型力学行为,从塑性变形的宏观表象与微观机理入手,研究了不同应变率下塑性变形控制机制的转化,分析了铝合金塑性变形过程中应变率对流动应力的影响,揭示了7075铝合金应变率效应的本质与产生机理,明确了塑性变形在高应率下的粘性行为,主要的研究内容如下:1.以Frank-Read位错源为基础,提出以位错密度为内变量的塑性变形微观控制机理的应力应变率演化公式,研究了塑性变形控制微观机理的转变,得到了材料流动应力对应变率的敏感性急剧增加时的临界应变率。2.以位错密度为内变量,耦合切削速度、温度、应变、应变率和应力等参量,构建了描述切削过程的粘性本构方程,得出上述切削参数的变化规律,从微观入手研究了应变率对塑性变形过程的影响。并通过切削速度与硬度的相互依赖关系,推出了应变率与流动应力的理论模型,为铝合金应变率效应现象的验证提供了理论支撑。3.塑性变形粘性行为的验证分析。通过正交切削试验,研究了应变率变化对切屑形态、切屑塑脆转变、切屑硬度的影响规律,并基于材料强度与硬度的相互依存关系,通过测量切屑绝热剪切带和基体等部位的维氏硬度,验证了铝合金的应变率效应现象,明确了高应变率下材料塑性变形的宏观粘性行为。4.应变率对材料塑性变形控制机理的影响。通过霍普金森(SHPB)压杆试验,研究了 7075-T651铝合金材料在宽应变率范围内的应力应变曲线,分析材料应变率敏感性的变化规律,验证了高应变率下材料塑性变形的粘性行为。5.切削过程塑性变形粘性行为的有限元分析与证实,通过有限元分析与计算,得到不同切削速度下塑性变形的应力值,研究铝合金的应变率效应现象。