碳纖維復合材料鉆削過程中軸向力與鉆孔質量的研究.pdf

1、碳纖維復合材料是一種已經廣泛應用于各個領域的難加工材料，并且由于鉚接和螺接等機械連接方式是目前CFRP構件之間主要連接方式，需要加工大量的裝配連接孔，而這些連接孔的質量直接制約著裝配體的安全。因此對CFRP鉆孔質量進行研究很有必要。
　　本課題選用T300型CFRP作為研究對象，由于目前CFRP容易出現加工缺陷等問題，本文進行了CFRP鉆削試驗和有限元仿真，對鉆削CFRP過程中的軸向力和鉆孔質量進行了系統(tǒng)研究。
　　（1）探

2、究得到了鉆削CFRP時的鉆削力的主要來源以及鉆削各階段變化規(guī)律。并分析了鉆削CFRP過程中孔壁粗糙度以及出口撕裂的產生機理。
　?。?）構建了硬質合金鉆削CFRP試驗平臺，選擇合理的鉆削參數進行了硬質合金鉆頭鉆削CFRP試驗，在試驗中采集軸向力、粗糙度以及撕裂值。并對鉆削試驗數據運用極差法分析，得到三個因素對軸向力、粗糙度以及撕裂的影響規(guī)律。
　　（3）基于ABAQUS有限元軟件，建立CFRP鉆孔有限元模型性并對進行修正，得

3、到可對CFRP鉆孔軸向力進行準確預測的有限元仿真模型。運用仿真模型進行正交試驗，并運用MATLAB軟件對仿真結果進行回歸分析，建立鉆削軸向力關于鉆頭直徑、主軸轉速以及進給量的預測模型，并通過誤差分析和顯著檢驗來保證所得到的預測模型的正確性。
　?。?）建立了關于軸向力的粗糙度以及撕裂的預測模型，得到孔壁粗糙度與鉆削軸向力近似呈線性關系，出口撕裂與鉆削軸向力近似呈二次關系，然后通過MATLAB軟件對試驗數據進行回歸分析得到數學模型，