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（1）本书以典型的金属材料为研究对象，以有限元理论为基础，开展相关金属切削机理研究。主要内容有金属切削基本理论，有限元理论基础，稳态切削加工中刀尖形态影响及切削死区形成研究，基于摩擦强度的切削死区形成机理研究，非稳态金属切削过程的锯齿状切屑形成研究，切屑锯齿化程度的研究，已加工表面质量的研究等。
（2）提出四种不同刀尖的几何模型，建立切削加工的几何模型和有限元模型。讨论不同刀尖对加工过程的影响，包括对切屑形成时速度场的影响，应力应变和温度场的影响，切削力、进给力以及残余应力的变化情况研究。分析金属切削死区域的形成机理和影响因素，讨论倒棱在形成死区过程中的速度场、应力应变场及温度场的分布情况，探讨不同摩擦因数对于死区形成的影响以及网格质量对于仿真结果精度的影响。
（3）提出一种材料硬化率判别模型，对经典的高速切削几何模型进行优化，用于判断切削变量变化情况以及绝热剪切带的形成情况。阐述切削速度从低速向高速变化过程中，带状切屑向锯齿状的转变机理。考察材料硬化率及剪切角在低速到高速加工过程中的变化情况，得出速度是改变材料硬化率和剪切角的主要因素。研究单个锯齿的形成过程，以及其在形成过程中过程变量的变化情况。探讨高速切削锯齿状切屑形成过程中切削力和能量的变化规律。
（4）以绝热剪切理论为依据，以GH4169为研究对象，采用理论分析、有限元仿真等方式，对非稳态金属切削中锯齿状切屑的形成机理进行研究。对锯齿状切屑锯齿程度进行研究，考察背吃刀量、切削速度、刀具前角等因素对切屑锯齿化的影响规律。
（5）借鉴国内外锯齿状切屑研究的成果，重点开展已加工表面质量的研究。基于Johnson-Cook的材料模型和Lagrangian本构模型中的参数，得到高稳定性的本构方程。运用合适的分离准则及模型边界条件，完成高速切削锯齿状切屑形成的仿真过程。同时，利用有限元软件仿真分析，研究高温软化及切屑热塑性失稳等问题。