本文關(guān)鍵詞：航空材料制孔缺陷抑制及工藝研究

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【摘要】：在飛機(jī)裝配中,良好的制孔質(zhì)量是飛機(jī)結(jié)構(gòu)件長壽命和高可靠性的重要保證,因此積極開展航空材料制孔缺陷抑制研究顯得至關(guān)重要。隨著我國航空制造業(yè)的蓬勃發(fā)展和飛機(jī)部件自動化裝配水平的不斷提高,同時為適應(yīng)新一代飛機(jī)的制造要求和提高飛機(jī)裝配質(zhì)量及效率,基于工業(yè)機(jī)器人的飛機(jī)部件裝配制孔技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,而針對航空疊層材料精密制孔工藝還有待去突破,本文針對航空材料制孔中的一些工藝問題進(jìn)行研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)闡述了金屬鉆削出口毛刺形成機(jī)理,詳細(xì)分析了金屬疊層間毛刺形成及與層間間隙的關(guān)系,分析了金屬疊層鉆削過程中層間間隙產(chǎn)生機(jī)理,通過數(shù)學(xué)分析和有限元仿真對層間間隙進(jìn)行建模,得到了理論層間間隙和層間毛刺高度的關(guān)系,提出了通過減小層間間隙來抑制層間毛刺高度的方法,并通過壓緊制孔試驗得到了驗證。(2)分析了復(fù)合材料鉆削過程中出口分層的產(chǎn)生機(jī)制,發(fā)現(xiàn)軸向力是影響出口分層的主要因素,減小軸向力即可以減小分層。采用線彈性斷裂力學(xué)、板殼理論和能量守恒定律等知識對普通麻花鉆鉆削復(fù)合材料產(chǎn)生分層的臨界軸向力進(jìn)行建模,并通過試驗驗證該模型有效。通過試驗建立了CCF300復(fù)合材料鉆削軸向力的數(shù)學(xué)經(jīng)驗?zāi)Ｐ?提出了產(chǎn)生分層的臨界進(jìn)給量,且得到了試驗驗證,并提出了基于變參數(shù)的復(fù)合材料出口分層抑制方法。(3)以工業(yè)機(jī)器人為載體,采用不同幾何參數(shù)的麻花鉆和三尖鉆對碳纖維復(fù)合材料/鋁合金疊層進(jìn)行制孔試驗研究,分析了麻花鉆和三尖鉆軸向力變化曲線及疊層間過渡區(qū)域材料作用機(jī)理和軸向力的變化,研究了刀具參數(shù)和工藝參數(shù)對軸向力和孔徑精度的影響規(guī)律,比較了不同刀具的鋁合金出口質(zhì)量,并對刀具參數(shù)和工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：航空材料 制孔缺陷 軸向力 孔徑 工藝優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V261
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 研究背景與意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析15-20
• 1.2.1 航空材料鉆削機(jī)理及鉆削力的研究16-17
• 1.2.2 航空材料制孔缺陷的研究17-19
• 1.2.3 航空疊層材料制孔工藝研究19-20
• 1.3 航空疊層材料制孔存在的問題及發(fā)展趨勢20-23
• 1.3.1 航空疊層材料制孔中存在的問題20-21
• 1.3.2 航空疊層材料制孔技術(shù)的發(fā)展趨勢21-23
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排23-24
• 第二章 金屬材料鉆削毛刺抑制方法及試驗研究24-38
• 2.1 引言24
• 2.2 金屬材料鉆削毛刺形成機(jī)理研究24-29
• 2.2.1 金屬材料鉆削出口毛刺形成機(jī)理24-25
• 2.2.2 金屬疊層材料層間毛刺形成與層間間隙的關(guān)系25-26
• 2.2.3 金屬疊層材料層間間隙的數(shù)學(xué)分析26-29
• 2.3 鋁合金鉆削毛刺試驗研究及抑制方法29-37
• 2.3.1 工件材料及試驗刀具29
• 2.3.2 試驗平臺及檢測裝置29-31
• 2.3.3 試驗設(shè)計31-32
• 2.3.4 試驗結(jié)果分析32-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第三章 CFRP分層缺陷抑制研究38-52
• 3.1 引言38
• 3.2 CFRP鉆削分層形成機(jī)理38-39
• 3.3 復(fù)合材料鉆削出口分層臨界軸向力建模39-45
• 3.3.1 復(fù)合材料層合板剛度矩陣的計算40-42
• 3.3.2 復(fù)合材料鉆削分層臨界軸向力的計算42-45
• 3.4 CFRP出口分層臨界軸向力試驗驗證45-47
• 3.4.1 試驗設(shè)計45
• 3.4.2 結(jié)果分析及驗證45-47
• 3.5 基于變參數(shù)的出口分層抑制方法47-51
• 3.5.1 復(fù)合材料鉆削軸向力試驗研究47-49
• 3.5.2 基于變參數(shù)的復(fù)合材料出口分層抑制方法探討49-51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 第四章 CFRP/鋁合金疊層鉆削工藝優(yōu)化52-75
• 4.1 引言52
• 4.2 疊層材料鉆削工藝分析52-55
• 4.2.1 疊層材料鉆削過程分析52-53
• 4.2.2 疊層材料鉆削刀具分析53-54
• 4.2.3 疊層材料鉆削工藝優(yōu)化54-55
• 4.3 疊層材料鉆削試驗55-58
• 4.3.1 試驗條件56-57
• 4.3.2 試驗設(shè)計57-58
• 4.4 疊層材料鉆削軸向力力分析58-66
• 4.4.1 疊層材料鉆削軸向力變化曲線分析58-61
• 4.4.2 鉆削軸向力分析61-66
• 4.5 疊層材料制孔質(zhì)量分析66-74
• 4.5.1 疊層材料孔徑精度分析66-73
• 4.5.2 鋁合金出口質(zhì)量分析73-74
• 4.5.3 鉆削工藝優(yōu)化74
• 4.6 本章小結(jié)74-75
• 第五章 總結(jié)與展望75-77
• 5.1 總結(jié)75
• 5.2 展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-83
• 致謝83-84
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84

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4 羅W，

本文編號：895749