金屬切削過程中,由于高應力、高應變率和高溫導致了刀具與切屑之間的摩擦不再是單純的滑動摩擦,其中切屑與前刀面間有部分已經完全粘著,形成切削內部的剪切分離,因此成為了內摩擦,摩擦力成為了常數。由于滑動摩擦與內摩擦的分布、大小不容易確定,所以在本研究中采用了罰函數處理滑動庫倫摩擦方法,并增大了滑動摩擦系數,以此來模擬刀具與切屑之間的摩擦狀態。

有限元模型中的摩擦模型是將刀具一切屑的相互作用，看成是一個變形體(切屑)與一個剛性面(刀具前刀面)之間的相互作用。當任何一個切屑表面上的節點與刀具前刀面之間的距離等于0時，引入一個表面之間的相互作用計算，采用拉格朗日乘式增強運動約束。通過這個約束來防止變形體穿透進入剛性面。接觸面上的正應力通過切屑的變形計算得到。摩擦應力則通過規定的摩擦應力和正應力的關系來計算。

基于關系式(3. 1)的雙參數摩擦模型被用于有限元模型。刀具一切屑接觸面有兩

個不同的摩擦區:滑動摩擦區和粘結摩擦區。滑動摩擦區的摩擦應力與局部正應力

成比例，而粘結摩擦區的摩擦應力則保持常數。