基于有限元螺旋銑孔CFRP切削機(jī)理分析及制孔工藝優(yōu)化.pdf

1、碳纖維復(fù)合材料(CFRP)作為航空航天制造業(yè)中一種新型的材料,雖然具備優(yōu)良使用性能,但同時(shí)它也是一種典型的難加工材料。對(duì)于CFRP制孔,傳統(tǒng)鉆孔難以滿(mǎn)足其應(yīng)用領(lǐng)域高精度、高可靠性的要求。而螺旋銑制孔過(guò)程作為一種新的制孔加工工藝,能有效提高CFRP制孔質(zhì)量及加工效率,降低加工成本。因此,對(duì)于螺旋銑制孔而言,從CFRP切削加工機(jī)理、螺旋銑制孔運(yùn)動(dòng)學(xué)原理以及工藝參數(shù)等方面展開(kāi)研究,對(duì)提高CFRP的制孔質(zhì)量顯得尤為重要。
　　本文主要研究

2、內(nèi)容如下:
　　首先,本文介紹了Abaqus建立復(fù)合材料有限元切削模型的相關(guān)理論,并建立單向復(fù)合材料二維正交切削宏觀模型。其中,材料定義為各向異性材料,破壞模型采用Hashin損傷模型,采用Abaqus/Explicit進(jìn)行有限元仿真分析,從而得出CFRP的切削加工機(jī)理。通過(guò)以上宏觀模型,對(duì)螺旋銑孔過(guò)程中孔壁的損傷做了深入分析,據(jù)此探討了螺旋銑孔缺陷形成原因。
　　其次,文章分析螺旋銑制孔運(yùn)動(dòng)學(xué)原理,將三維空間的加工過(guò)程展開(kāi)

3、成二維平面進(jìn)行分析,從側(cè)刃和底刃材料去除的角度對(duì)螺旋銑孔加工過(guò)程做了詳細(xì)的數(shù)學(xué)描述,最終得出鉆銑比表達(dá)式只與刀具直徑和孔徑相關(guān)。據(jù)此,展開(kāi)螺旋銑孔切削實(shí)驗(yàn),深入探討了鉆銑比對(duì)孔徑誤差以及出口分層等方面的影響。
　　最后,文章針對(duì)CFRP螺旋銑制孔中工藝參數(shù)對(duì)出口分層的影響,選取螺旋銑制孔中主軸轉(zhuǎn)速、螺距以及切向每齒進(jìn)給為三個(gè)主要的工藝參數(shù)展開(kāi)研究。切削實(shí)驗(yàn)采用全因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)?；趯?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立分層缺陷和螺旋銑孔工藝參數(shù)之間的人工神