碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料(CFRP)具有耐高溫、耐腐蝕、高模量、高強(qiáng)度、低密度、抗蠕變、耐疲勞、導(dǎo)電、傳熱等特性被廣泛地應(yīng)用在航空航天、工業(yè)、交通、土木工程、體育用品等領(lǐng)域。然而,由于CFRP的各向異性、硬度大、層間強(qiáng)度低等特點(diǎn),在鉆削加工時(shí)易產(chǎn)生分層損傷、毛刺、撕裂等現(xiàn)象。其中,分層損傷是對CFRP強(qiáng)度影響最大的失效形式,而分層現(xiàn)象的產(chǎn)生與鉆削力相關(guān)。故本文結(jié)合鉆削力數(shù)學(xué)模型以及CFRP材料性能對鉆削機(jī)理展開了深入研究,建立了鉆削力理論模型,為PCD刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下:(1)綜合考慮鉆削時(shí)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等加工參數(shù),CFRP中碳纖維的鋪層角度、各個(gè)方向彈性模量、強(qiáng)度等材料參數(shù),鉆頭的橫刃長度、主切削刃長度、大鋒角、法前角、法后角等刀具參數(shù),并結(jié)合材料力學(xué)、斷裂力學(xué)、接觸力學(xué)、復(fù)合材料力學(xué)等學(xué)科理論,建立鉆削加工CFRP的鉆削力模型,以求解軸向力最小的最優(yōu)刀具參數(shù)。(2)使用ABAQUS軟件對鉆削CFRP過程進(jìn)行有限元仿真,對比分析不同鉆頭鉆削過程中的軸向力和分層缺陷,并求解鉆頭的前角、后角、切削刃長度等最優(yōu)刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)。(3)依據(jù)最優(yōu)刀具參數(shù),設(shè)計(jì)PCD刀片...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1CFRP孔加工缺陷位置圖Fig.1.1DefectLocationMapofDrillStructureCFRPHoleProcessingCFRP鉆削主要存在如下幾種加工法：傳統(tǒng)鉆削、振動鉆削、以磨代削，上述加工法主要是為了提高CFRP制....

圖1-3PCD鉆頭Fig.1-3PCDbit外眾多學(xué)者都展開過諸多研究為主。很少有單位會從事CF加工工藝的研究：就國內(nèi)來看言，德、日、美等多個(gè)國家的針對CFRP存在的切削機(jī)理及七十年代仍舊屬于新型材料之料切削上并未進(jìn)行改變，無論FRP進(jìn)行加工時(shí)，不單單是表6]。....

圖2-1環(huán)氧樹脂的力學(xué)模型[34]Fig.2-1Mechanicalmodelofepoxyresin削加工時(shí)，由于鉆削時(shí)的溫度比較高、PCD刀片應(yīng)和應(yīng)變率硬化現(xiàn)象同時(shí)存在。熱軟化效應(yīng)是指，具體表現(xiàn)為聚合物的彈性模量和破壞強(qiáng)度降低PCD刀片的轉(zhuǎn)速增加時(shí)，樹脂基....

圖2-1環(huán)氧樹脂的力學(xué)模型[34]Fig.2-1Mechanicalmodelofepoxyresin削加工時(shí)，由于鉆削時(shí)的溫度比較高、PCD刀應(yīng)和應(yīng)變率硬化現(xiàn)象同時(shí)存在。熱軟化效應(yīng)是，具體表現(xiàn)為聚合物的彈性模量和破壞強(qiáng)度降PCD刀片的轉(zhuǎn)速增加時(shí)，樹脂基材料被....

本文編號：4009280