［本站讯］山东大学刘战强教授团队赵金富副研究员与澳门大学汪澎洋助理教授合作，在热能与热工程领域旗舰期刊Applied Thermal Engineering发表题为“Theoretical modelling for accurate prediction of transient rapid temperature rise variation within whole tool tip area”的长篇研究性论文。该研究创新性地实现了刀具尖端瞬态温度变化的理论建模，利用高速直角切削运动力温同步观测平台实现了模型的高精度实验验证，为切削工具磨损预测及加工参数优化提供了关键技术支撑。山东大学为论文第一完成单位，山东大学硕士研究生郑力睿为第一作者，赵金富副研究员为独立通讯作者，山东大学教授刘战强、王兵，高级工程师任小平，澳门大学汪澎洋等为合作作者。

图1 二维刀具尖端瞬态切削温度理论模型

本研究建立了基于有限体积法（FVM）的二维刀具尖端瞬态切削温度模型，该模型采用结构化极坐标网格，突破传统非结构化网格的计算瓶颈，无需复杂网格生成即可实现刀具尖端几何特征的精确描述；综合考虑机械加工中无法避免的非线性热传导、刀具前刀面射流冷却效应，通过四种刀具后刀面边界条件假设（等温、绝热、强对流、弱对流），系统分析了瞬态温度场的演化规律；开发了刀尖瞬态切削温度预报软件，解决了切削热管理软件在边缘计算设备上的部署难题，为克服现有切削温度预测主要依靠国外仿真软件的不足贡献了山大力量。

图2 新模型和典型已有模型预报温升曲线与实测温升变化的对比

本研究得到国家自然科学青年基金、山东省自然科学青年基金、机械工程学院青年教师启动基金等项目资助。