單向C-E復合材料鉆削溫度場研究.pdf

1、碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料（簡稱C/E復合材料）以其質(zhì)量輕、模量高、化學穩(wěn)定性好、比強度大等諸多優(yōu)點備受關(guān)注，其應用范圍已從過去軍事領(lǐng)域的航空航天擴展到如今的汽車制造、體育用品、電子產(chǎn)品等諸多民用領(lǐng)域?？墒菍τ贑/E復合材料的研究主要集中在其制備方面，而對于制備后的二次加工研究較少，特別是對于在現(xiàn)實C/E復合材料加工中大量存在的制孔加工，對其切削熱的研究工作不多。國內(nèi)由于復合材料的使用起步較晚，對于切削復合材料的熱問題研究就更少，因此有

2、必要展開對于C/E復合材料的鉆削溫度的研究。本論文的主要內(nèi)容分為以下幾部分:
　　(1)利用有限差分法建立了單向疊層C/E復合材料鉆削溫度場的數(shù)學模型。模型中首先對整個導熱方程中的參數(shù)進行了統(tǒng)一處理，進而根據(jù)傳熱和傳質(zhì)基本原理中的能量守恒定律和傅利葉公式，在直角坐標系上建立其三維、非穩(wěn)態(tài)導熱偏微分方程。隨后對鉆削熱源進行了詳細討論，研究了各個邊界條件及穩(wěn)定性條件。
　　(2)通過不同轉(zhuǎn)速下的鉆削試驗來驗證鉆削溫度場數(shù)學模型的

3、正確性。分別測量3000r/min、5000r/min、7000r/min三種轉(zhuǎn)速下的鉆削出口處的溫度場分布和出口處三個不同位置的溫升變化曲線來和模擬仿真的結(jié)果進行對比，結(jié)果表明所模擬計算的溫度值與試驗所測溫度基本相符。試驗過程中的測溫儀器為自制K型熱電偶和FLIR公司的紅外測溫儀。
　　(3)在實驗驗證的基礎(chǔ)上，利用所建數(shù)學模型分別模擬計算不同進給速度下、不同的鉆削深度、不同的邊界條件以及不同復合材料等不同條件下的鉆削溫度場分布