表面完整性是加工质量好坏的重要评判方式,而金属切削加工过程中的应力、应变、温度等中间物理量直接影响到表面完整性,描述这些物理量变化规律的本构模型在切削加工研究中起到了重要作用。过去用于辨识本构模型参数的方法,包括标准材料测试、基于切削模型或仿真的辨识方法都存在各种各样的局限性。本文基于原位高分辨率成像、数字图像相关(DIC)技术以及正交切削的分析模型,提出一种新的实验-分析混合方法辨识材料塑性本构模型参数,特别适用于高应变和应变率的工况。本文取得研究成果包括:1.搭建了一套实验平台,使用硬质合金刀具切削经过特殊预处理的镍铝青铜合金试样,通过双帧相机获取散点图表示切削过程,通过测力仪测量力信号。2.基于DIC方法,由散点图得到速度场。由速度场得到流线,以及由其梯度信息得到应变率场。应变率沿流线积分得到应力场。分析第一剪切变形区与第三剪切变形区的应变率分布与应变分布,符合切削机理。3.由应变与应变率估算剪切带上的平均温度,通过Johnson-Cook本构模型以预设的本构参数得到应力分布。应力在剪切带上积分得到剪切力,与测力仪测量值匹配,通过最小二乘法优化求解可以确定本构模型系数。4.以该方法辨识出的本构参数进行有限元仿真,得到应变率分布、应变分布、温度值以及切削力值均和实验测得的有相当好的匹配度。这样的对比验证了该方法的可靠性。