高速铣刀在铣削时,转速高、切削线速度大,另由于高速铣刀断续切削的特点,会在切削时特别是切入与切出时,刀片与工件碰撞形成明显的冲击作用,并形成应力波在组件内部进行传播汇集,从而引起隐性的安全性问题产生,及发生突发性事故的可能性增大,使得加工生产时的效率的安全难以保证。在国家自然科学基金项目“高能效铣刀波动力学损伤机理及其多尺度协同设计方法(51375124)”支持下,本文立足于高速铣刀安全性衰退问题,重点研究在应力波作用下的高速铣刀组件的安全性衰退特性,进而研究影响安全性衰退过程的特征参数间的内在联系,并指出损伤的形成标志着安全性衰退的终点,进而采用跨尺度分析的方法对损伤的形成机制进行研究。通过揭示高速铣刀组件安全性与质点运动特征的匹配关系,解决IS015641原有铣刀安全性评判方法无法评判其安全性衰退动态过程的问题。建立高速铣刀组件安全性衰退的质点运动表征方法,依照构形理论及拉格朗日能量函数的建立,揭示出高速铣刀安全性衰退的动力特性,解决了以往安全性衰退过程无法定量化描述的问题,从而实现高速铣刀安全性衰退物理过程的统一表达。提出铣刀中存在应力波的明显作用,并给出了铣刀载荷的应力波统一表达,解决已有安全性问题中动态载荷作用难以表现的问题。进而分析应力波对高速铣刀安全性衰退的影响特性,指出铣刀组件材料属性决定应力波的强度及构形位置和初始能量的形成,刀具组件结构决定了应力波的传播途径及构形能量变化,解决了载荷与结构材料间的不确定性关系问题。结合铣刀组件构形随安全性衰退过程的特征变化,给出应力波作用下的高速铣刀安全性衰退程度判别方法。分析控制高速铣刀安全性衰退过程的不同速率表现,得出显性表现安全性衰退的应变速率与分别控制显性隐性安全性衰退过程的质点运动速率与应力波传播速率间的关系,通过灰色关联分析法,给出了不同速率表现的耦合与竞争机制。基于应力波传播理论,识别出损伤易发生部位,结合分子动力学仿真,分类与识别出高速铣刀组件的损伤位置与类型,分析与总结高速铣刀组件安全性衰退及损伤的识别与控制方法,并通过高速切削实验对其效果进行验证。