碳纖維增強樹脂基復合材料(CFRP)具有耐高溫、耐腐蝕、高模量、高強度、低密度、抗蠕變、耐疲勞、導電、傳熱等特性被廣泛地應用在航空航天、工業(yè)、交通、土木工程、體育用品等領域。然而,由于CFRP的各向異性、硬度大、層間強度低等特點,在鉆削加工時易產(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。故本文結(jié)合鉆削力數(shù)學模型以及CFRP材料性能對鉆削機理展開了深入研究,建立了鉆削力理論模型,為PCD刀具的結(jié)構設計提供了理論依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下:(1)綜合考慮鉆削時的轉(zhuǎn)速、進給速度等加工參數(shù),CFRP中碳纖維的鋪層角度、各個方向彈性模量、強度等材料參數(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、斷裂力學、接觸力學、復合材料力學等學科理論,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)構參數(shù)。(3)依據(jù)最優(yōu)刀具參數(shù),設計PCD刀片...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：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、美等多個國家的針對CFRP存在的切削機理及七十年代仍舊屬于新型材料之料切削上并未進行改變，無論FRP進行加工時，不單單是表6]。....

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

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

本文編號：4009280