碳纖維復(fù)合材料（簡稱CFRP）由于具有輕質(zhì)高強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)常用作飛機(jī)中的大型結(jié)構(gòu)件,其與鈦合金等常規(guī)金屬件的連接處通常在鉆孔后采用鉚接、螺接等連接方式,這樣就形成了諸多CFRP/鈦合金構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)。為保證連接精度和加工效率,復(fù)材/鈦疊層結(jié)構(gòu)通常采用一體化制孔方式。由于連接部位要承受巨大且復(fù)雜多變的載荷,保證疊層制孔質(zhì)量對提高疊層構(gòu)件的可靠性十分重要。目前CFRP/鈦合金疊層鉆孔中主要存在兩類問題,一是鉆削溫度過高容易造成復(fù)合材料的損傷,需要對鉆削溫度進(jìn)行合理預(yù)測;二是鉆削過程中鈦合金切屑流出過程中會對已鉆削復(fù)材孔會造成刮擦損傷,需要對鈦合金切屑造成的影響進(jìn)行進(jìn)一步分析和抑制。本文針對這兩類問題分別進(jìn)行分析討論,得到了疊層鉆削溫度場模型,討論了鈦合金切屑對復(fù)合材料的影響及抑制方法,為實(shí)現(xiàn)疊層材料高質(zhì)量鉆削加工提供參考。針對疊層鉆削溫度場問題,根據(jù)熱力學(xué)基本原理建立了鉆削過程的溫度場模型。分析鉆削過程,進(jìn)行必要的條件假設(shè),針對疊層鉆削中材料去除的特點(diǎn),采用數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行求解。分類討論了不同邊界條件下的各類節(jié)點(diǎn)的迭代格式,編寫程序?qū)囟葓鰡栴}進(jìn)行求解,實(shí)現(xiàn)了對疊層鉆削溫度的預(yù)測。進(jìn)行疊層鉆... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 問題背景
        1.1.1 CFRP/鈦合金疊層的應(yīng)用
        1.1.2 CFRP/鈦合金疊層鉆削及主要問題
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鉆削溫度研究情況
        1.2.2 金屬切屑研究情況
    1.3 本文內(nèi)容與研究意義
2 疊層鉆削溫度場模型建立
    2.1 參數(shù)化及條件假設(shè)
    2.2 導(dǎo)熱微分方程和定解條件
        2.2.1 導(dǎo)熱微分方程建立
        2.2.2 定解條件
    2.3 導(dǎo)熱微分方程求解
        2.3.1 離散化處理
        2.3.2 代數(shù)方程建立
    2.4 穩(wěn)定性條件及數(shù)據(jù)求解
    2.5 本章總結(jié)
3 溫度場處理結(jié)果及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.1 包含界面溫度測量的疊層鉆削實(shí)驗(yàn)
        3.1.1 熱電偶測量方案
        3.1.2 工件制備
        3.1.3 實(shí)驗(yàn)材料與總體實(shí)驗(yàn)裝置
    3.2 溫度測量結(jié)果及溫度求解結(jié)果
        3.2.1 溫度測量結(jié)果
        3.2.2 溫度求解結(jié)果
    3.3 計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值對比分析
    3.4 本章總結(jié)
4 疊層鉆削鈦切屑影響問題
    4.1 鈦合金成屑分析
        4.1.1 鈦合金成屑過程
        4.1.2 鈦合金切屑類型與工藝參數(shù)的關(guān)系
        4.1.3 不同切屑對復(fù)材孔的影響
    4.2 疊層鉆削實(shí)驗(yàn)
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        4.3.1 鈦合金成屑情況
        4.3.2 鈦合金切屑對復(fù)合材料質(zhì)量的影響
    4.4 本章總結(jié)
5 斷屑工藝方法
    5.1 啄鉆工藝用于疊層鉆削
    5.2 低頻振動輔助鉆削
    5.3 效果驗(yàn)證
        5.3.1 斷屑效果
        5.3.2 對復(fù)材孔的影響
    5.4 本章總結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 溫度場求解部分代碼（主函數(shù)）
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]C/E復(fù)合材料制孔缺陷成因與高效制孔技術(shù)[D]. 鮑永杰.大連理工大學(xué) 2010

碩士論文
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[2]鋁合金與鈦合金超聲振動輔助鉆削工藝研究[D]. 李曉峰.大連理工大學(xué) 2016
[3]CFRP/Ti-6Al-4V疊層結(jié)構(gòu)螺旋銑孔過程工藝優(yōu)化研究[D]. 陸翠.天津大學(xué) 2012
[4]超聲振動輔助鉆削鈦合金的機(jī)理和工藝研究[D]. 閆明鵬.上海交通大學(xué) 2011
[5]航天復(fù)合材料工藝數(shù)據(jù)庫構(gòu)建及典型工藝研究[D]. 趙振.大連理工大學(xué) 2010



本文編號：3076756