微系统技术和微机电系统的迅速发展对微型零部件的加工精度、成型质量等提出了更高的要求。无氧铜因其具有良好的导热性、导电性和可加工性,被广泛应用在电子元器件、通信等行业中。与传统宏观尺度的加工特性不同,无氧铜在微/介观尺度下的力学性能和变形行为会受到尺寸效应和应变率效应的影响。分析尺寸效应和应变率效应对材料力学性能和变形行为的影响,建立能够预测材料变形行为的本构方程,对加工微型零件具有重要意义。文章以尺寸效应和应变率效应对无氧铜力学性能和变形行为的影响为主要研究内容,通过准静态和分离式霍普金森压杆力学实验,分析了微/介观尺度下无氧铜的力学性能和变形行为,建立了预测无氧铜变形行为的本构方程,并利用VUMAT子程序将修正的本构方程带入ABAQUS中,通过拟合和有限元仿真的方式,验证了所提出的修正本构方程的准确性。首先,利用真空炉对无氧铜原始试样进行三种温度的退火热处理,使无氧铜试样在实验过程中不受原始态的影响,获得了不同晶粒尺寸的无氧铜压缩试样。对不同晶粒尺寸和几何尺寸的试样进行准静态和分离式霍普金森压杆动态力学性能实验,获取无氧铜试样在压缩过程中的真应力-应变曲线,并对曲线进行分析,实验结果表明:在宏观尺度上,无氧铜的尺寸效应和应变率效应不显著;在微/介观尺度下,无氧铜试样表现出明显的尺寸效应和应变率强化效应。通过变形后试样的金相图发现,晶粒发生了弹性变形和严重的塑性变形;动态压缩试样一些晶粒的晶界几乎被压缩在一起。动态载荷试样甚至出现微裂纹。通过微观形貌图可以观察到,实验后无氧铜试样圆周表面出现微裂纹,并且表面的剪切滑移现象深受尺寸效应和应变率效应的影响。然后,考虑到微/介观尺度下尺寸效应和应变率效应对无氧铜力学性能和变形行为的影响,用表面层模型和Hall-Petch方程组成的混合模型代替了 Johnson-Cook（J-C）本构方程的第一项,并建立了强化系数C与晶粒尺寸d之间的关系,得到了考虑尺寸效应的修正J-C本构方程。比较了标准J-C本构方程和修正J-C本构方程的拟合曲线与实验曲线,同时对曲线进行了平均相对误差分析。最后,通过VUMAT子程序将修正的本构方程嵌入到ABAQUS中,进行分离式霍普金森压杆建模仿真和直角切削建模仿真,对热处理后的无氧铜试样进行切削试验,对比仿真与实验结果,进一步验证了考虑尺寸效应的修正J-C本构方程在微/介观尺度下预测材料力学性能时的准确性比标准J-C本构方程高。