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龙图腾网获悉内蒙古工业大学申请的专利考虑刀-件耦合接触的脆性材料车削表面粗糙度确定方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118364634B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410507463.0，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权考虑刀-件耦合接触的脆性材料车削表面粗糙度确定方法是由贾婧;马廉洁;张伟光;孙杨;呼和木其设计研发完成，并于2024-04-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本考虑刀-件耦合接触的脆性材料车削表面粗糙度确定方法在说明书摘要公布了：本发明提供考虑刀‑件耦合接触的脆性材料车削表面粗糙度确定方法，包括以下步骤：计算前刀面和脆性材料的碰撞接触力Fr；计算切削刃钝圆和脆性材料的黏着接触力Fa以及刀‑件挤压接触时所述脆性材料的断裂破碎力P；计算后刀面和脆性材料的赫兹接触中的法向载荷Ff和犁耕力ff；计算单个硬质凸起峰和后刀面的接触半径b和高度hr；计算所述脆性材料断裂破碎形成的表面凹坑的初始角δ、裂纹扩展长度c、偏转角度α；根据上述步骤获取的数据，建立脆性材料车削表面粗糙度理论模型。属于脆性材料加工的技术领域，本发明根据刀‑件耦合接触关系首次将刀具和工件同时作为影响对象，创新性地将刀具磨损及刀具材料属性纳入表面粗糙度理论模型的参数。

本发明授权考虑刀-件耦合接触的脆性材料车削表面粗糙度确定方法在权利要求书中公布了：1.考虑刀-件耦合接触的脆性材料车削表面粗糙度确定方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：计算前刀面和脆性材料的碰撞接触力F r； 步骤2：计算切削刃钝圆和脆性材料的黏着接触力F a以及刀-件挤压接触时所述脆性材料的断裂破碎力P； 步骤3：计算后刀面和脆性材料的赫兹接触中的法向载荷F f和犁耕力f f； 步骤4：计算单个硬质凸起峰和后刀面的接触半径b和高度h r；所述步骤4中，将硬质凸起峰假设为刚性圆锥，即脆性材料在后刀面的接触面为圆锥状；在法向载荷F f的作用下，圆锥压入后刀面中滑动摩擦，产生犁耕力f f；硬质凸起峰反切削后刀面从而导致后刀面磨粒磨损；设单个硬质凸起峰和后刀面的接触半径为b，高度为h r；根据几何关系，单个硬质凸起峰的摩擦系数μ 1为： 15； 而后刀面和脆性材料的摩擦系数μ为： 16； 由于相同表面在相同接触环境下的摩擦系数相同，根据式（15）和式（16）： 17； 计算接触半径b： 18； 其中，H表示刀具的硬度；由于实际切削中硬质凸起峰会存在未考虑因素，因此引入硬质凸起峰摩擦常数k，定义k=0.5； 将式（18）代入式（17）中，则单个硬质凸起峰的高度h r为： 19； 步骤5：计算所述脆性材料断裂破碎形成的表面凹坑的初始角δ、裂纹扩展长度c、偏转角度α；所述步骤5中，根据脆性断裂力学理论，通过用钝压头压痕断裂模型模拟法向载荷F f对材料的断裂去除； 裂纹扩展长度c为： 20； 其中，K IC表示材料的断裂韧性，χ表示常数，用下式表达： 21； 其中，v 2表示脆性材料的泊松比； 根据复合加载模式下裂纹尖端应力强度因子的概念，获取初始角δ为： 22； 偏转角α为： 23； 步骤6：根据上述步骤获取的数据，建立脆性材料车削表面粗糙度理论模型；所述步骤6中，脆性材料已加工表面包括：硬质凸起峰、凹坑及周期性沟槽； 根据几何关系，求得： 24； 25； 26； 27； 根据轮廓中线的定义，可知： 28； 将式（24）至式（27）代入式（28）中，可求出h值： 29； 根据表面粗糙度的定义，硬质凸起峰和凹坑的表面粗糙度R ac为： 30； 将式（24）至（27）、（29）代入式（30）中，因此有： 31； 将式18至22带入式31，则R ac表达式为： 32 另外，周期性沟槽的表面粗糙度R af为： 33； 因此，脆性材料表面粗糙度理论模型R a为： 34； 其中，h表示轮廓中线高度，h r表示硬质凸起峰高度，2b表示底边宽度，δ表示破碎凹坑和自由表面的夹角，c表示裂纹扩展长度，α表示凹坑偏转角；R ac表示建立由硬质凸起峰和破碎凹坑组成的脆性材料表面粗糙度理论模型；中线将轮廓线划分为四个区域，对应的面积为A 1、A 2、A 3和A 4。

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