碳纖維增強樹脂基復合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)具有高比強度、高比剛度、性能可設計性、材料與結構同步制造等突出優(yōu)點,已成為航空航天高端裝備減重增效的優(yōu)選材料。為了保證構件外形尺寸的精度以及滿足構件間的連接裝配需求,CFRP在固化成型之后仍需要進行大量的傳統(tǒng)銑削加工,如邊緣、盲窗口、異形輪廓等。但CFRP宏觀呈各向異性和層疊特征,材料去除形式受方向影響顯著,且表層材料處于嚴重的弱約束狀態(tài)。這導致CFRP銑削時極易在表層形成毛刺、撕裂等損傷,嚴重影響構件的承載性能。針對這一問題,本文從水平方向內纖維切削角以及豎直方向內表層材料的約束狀態(tài)兩方面著手,開展了CFRP表層損傷形成于抑制的相關研究。首先,針對水平方向內纖維切削角這一損傷影響因素,通過銑槽實驗獲取表層損傷關于纖維切削角以及刀刃鈍圓半徑的全局分布規(guī)律,并分別從瞬態(tài)切削和動態(tài)切削兩方面闡明了纖維切削角、刀刃鈍圓半徑及銑刀運動特點對CFRP銑削表層損傷的綜合影響機理。發(fā)現纖維切削角及刀刃鈍圓半徑是影響表層損傷分布范圍與存在形式的關鍵因素。而銑削運動引發(fā)了纖維切削角的連續(xù)動態(tài)變化,在易形成...

【文章頁數】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 碳纖維增強樹脂基復合材料的特點
        1.1.2 碳纖維增強樹脂基復合材料的應用
        1.1.3 碳纖維增強樹脂基復合材料的加工及面臨困難
        1.1.4 研究意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 CFRP的材料去除行為研究
        1.2.2 加工刀具及切削參數對于CFRP加工損傷的影響研究
        1.2.3 研究現狀評述
    1.3 本文主要研究內容
2 基于纖維切削角的CFRP銑削表層損傷形成分析
    2.1 引言
    2.2 纖維切削角
        2.1.1 纖維切削角定義及計算
        2.1.2 銑削中纖維切削角的動態(tài)變化
    2.3 表層損傷關于纖維切削角與刀刃鈍圓半徑的分布規(guī)律
        2.3.1 實驗方案設計
        2.3.2 實驗結果分析
    2.4 表層損傷形成的瞬態(tài)分析
        2.4.1 纖維切削角對銑削表層損傷的影響
        2.4.2 刀刃鈍圓半徑對銑削表層損傷的影響
    2.5 表層損傷形成的動態(tài)分析
    2.6 對側銑工藝的指導
        2.6.1 銑削方式的選擇
        2.6.2 徑向切深的選擇
    2.7 本章小結
3 表層約束形式對于CFRP銑削表層損傷的影響
    3.1 引言
    3.2 雙側約束與單側約束的單纖維切削力學模型
    3.3 集中力方向在單側約束中的影響
        3.3.1 集中力由體內指向體外
        3.3.2 集中力由體外指向體內
    3.4 銑削中刀具結構對于表層約束狀態(tài)及損傷影響分析
    3.5 驗證實驗
        3.5.1 實驗方案設計
        3.5.2 實驗結果分析
    3.6 本章小結
4 纖維切削角與表層約束的關聯(lián)探究及切削參數影響分析
    4.1 引言
    4.2 纖維切削角與表層約束間的關聯(lián)分析
        4.2.1 不同纖維切削角下纖維彎曲方向判定
        4.2.2 表層約束下不同纖維切削角區(qū)間的損傷分析
        4.2.3驗證實驗
    4.3 每齒進給量的影響分析
        4.3.1 實驗方案設計
        4.3.2 表層無約束下每齒進給量的影響分析
        4.3.3 表層有約束下每齒進給量的影響分析
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：3866835