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人工骨多孔钛材料的摩擦磨损性能与力学性能研究是其切削加工制造特性的基础,本文以两种不同孔隙度的多孔钛材料为研究对象,通过摩擦磨损性实验,研究多孔钛-硬质合金的摩擦磨损性能,通过准静态与动态压缩实验,研究多孔钛的力学性能,并给出多孔钛材料的Johnson-Cook与Drucker-Prager模型参数,最后以多孔钛材料的微铣削加工为例,对比仿真与实验结果,考察材料模型的准确性以及实验的误差来源。具体工作与成果如下:(1)通过粉末冶金法制备两种不同孔隙度的多孔钛材料,通过UMT-2摩擦磨损试验机测得多孔钛-硬质合金在载荷4~14N、速度1.57~15.71m/min、温度20℃~500℃下的摩擦系数与磨损率的变化规律,通过观察磨痕结合EDS能谱分析,给出了不同条件下的磨损机理,结果表明:摩擦系数在0.6附近波动,与速度正相关,与载荷、温度负相关,与孔隙度的关系不大;磨损率与载荷、温度以及孔隙度正相关,与速度负相关;多孔钛-硬质合金的磨损机制为磨粒磨损伴随氧化磨损。(2)测试得到多孔钛的平均密度与密度分布,根据相对密度重新给出了材料孔隙度,通过准静态压缩实验测量分析多孔钛的准静态力学性能,通过分离式霍普金森压杆试验测量分析多孔钛在应变率1000~3000s-1、温度25℃~300℃下的动态力学性能,结果表明:多孔钛材料的变形模式分为弹性阶段、塑性阶段、致密化阶段;26%和36%孔隙度多孔钛的弹性模量分别为20.13GPa、7.67GPa,屈服极限为250MPa、115MPa;多孔钛材料具有应变率效应;26%孔隙度多孔钛具有温度敏感性,36%孔隙度多孔钛温度敏感性不明显。(3)拟合准静态与动态真实应力应变数据,给出了26%与36%孔隙度多孔钛材料的Johnson-Cook模型与Drucker-Prager模型具体参数,结果表明:JC模型误差范围在10%~20%左右,DP模型误差范围在10%以内;DP模型对于多孔钛应变率强化效应与温度软化效应的描述优于JC模型,而对应变硬化效应的描述JC模型更好。(4)基于Deform-3D软件,模拟得到26%孔隙度的多孔钛材料在铣削深度20μm、进给速度1.55mm/s、主轴转速30000~50000r/min的槽铣加工下的三维铣削力,通过与相同条件下的微铣削实验铣削力数据对比验证本构模型的准确性,结果表面:仿真结果与实验结果在低转速阶段存在偏差,最大偏差范围达到4倍,在高转速阶段可以较好的预测铣削力,力学模型基本可以预测多孔钛材料微铣削加工的铣削力分布情况;部分误差来自微铣削加工过程仿真的尺寸效应与微铣削实验误差的影响。