本文關鍵詞：高壓磨料水射流切割碳纖維復合材料的試驗研究

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【摘要】：高壓磨料水射流技術是一種新興的特種加工方式，它工藝適應性強、切割效率高、無環(huán)境污染，由于是冷態(tài)加工不產生殘余應力，已經在許多行業(yè)中得到應用。因為各種材料的結構與性能各不相同，切割機理也存在差異，而目前對許多材料加工機理的研究并不成熟，使磨料水射流加工的應用受到制約。 本文以磨料射流理論為基礎，利用多相流和動能理論對后混合式磨料水射流的混合機理進行了探討，并對磨料粒子在水射流中的加速運動情況進行了分析討論。本文結合切割碳纖維復合材料試驗，，對高壓磨料水射流切割碳纖維復合材料的切割機理以及產生分層失效的原因進行了分析。 利用單因素試驗，研究了高壓磨料水射流切割碳纖維復合材料的切割深度隨射流壓力、進給速度、靶距和磨料流量改變的變化規(guī)律，對切割深度隨各工藝參數的變化情況產生的原因給出了合理的解釋。 采用正交試驗，對磨料水射流對碳纖維復合材料的切割深度和切割效率進行了工藝參數優(yōu)化。優(yōu)化結果表明各因素對兩項工藝指標影響的顯著水平相同，其中進給速度和靶距對兩項工藝指標影響都較顯著，其他工藝參數對兩項工藝指標的影響都相對較小，但隨進給深度的增加，切割深度減小，而切割效率增加。 以正交試驗的數據為基礎，建立了切割深度和切割效率的工藝經驗模型，并進行了驗證。切割深度模型和切割效率模型分別可以對不同參數下的切割深度和切割效率進行有效預測，可以應用于指導實際的加工。
【關鍵詞】：磨料水射流 切割機理 碳纖維復合材料 工藝參數優(yōu)化
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG664
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 本課題研究的目的及意義10-11
• 1.2 碳纖維復合材料的加工方式現狀11
• 1.3 磨料水射流切割技術國內外的研究現狀11-14
• 1.3.1 國外水射流切割技術的研究現狀11-12
• 1.3.2 國內水射流切割技術的研究現狀12-14
• 1.4 本課題研究的主要內容14-15
• 第2章 磨料水射流的加工系統(tǒng)和理論研究15-27
• 2.1 磨料水射流加工系統(tǒng)簡介15-16
• 2.2 水射流的結構與參數分析16-18
• 2.2.1 射流的結構16-17
• 2.2.2 射流的基本參數17-18
• 2.3 固液二相混合理論18-23
• 2.3.1 磨料與射流的混合過程19
• 2.3.2 磨料粒子的加速19-21
• 2.3.3 混合后固液二相流的性質21-23
• 2.4 磨料水射流對碳纖維復合材料的加工機理研究23-26
• 2.4.1 碳纖維復合材料加工性能概述23
• 2.4.2 磨料水射流對復合材料的沖擊破壞23-24
• 2.4.3 磨料的磨削作用對材料的去除24-25
• 2.4.4 對水射流加工復合材料機理的討論25-26
• 2.5 本章小結26-27
• 第3章 磨料水射流加工參數對切割深度的影響27-41
• 3.1 磨料水射流試驗裝置27-28
• 3.2 試驗材料28-30
• 3.2.1 水射流加工中的磨料28-29
• 3.2.2 被加工材料29-30
• 3.3 試驗條件30-31
• 3.4 試驗結果的測量31-32
• 3.5 試驗結果與分析32-40
• 3.5.1 射流壓力對切割深度的影響32-34
• 3.5.2 進給速度對切割深度的影響34-36
• 3.5.3 靶距對切割深度的影響36-38
• 3.5.4 磨料流量對切割深度的影響38-40
• 3.6 本章小結40-41
• 第4章 磨料水射流切割碳纖維工藝參數優(yōu)化41-59
• 4.1 磨料水射流切割碳纖維工藝參數優(yōu)化方法41-42
• 4.2 磨料水射流切割碳纖維的正交試驗方案42-43
• 4.2.1 試驗設備及材料42
• 4.2.2 正交試驗工藝因素及水平的確定42-43
• 4.2.3 正交試驗表的建立43
• 4.3 磨料水射流切割碳纖維工藝參數優(yōu)化結果及分析43-50
• 4.3.1 極差分析44-46
• 4.3.2 方差分析46-50
• 4.4 磨料水射流切割工藝經驗模型的建立50-58
• 4.4.1 經驗模型的建立方法50-51
• 4.4.2 模型的建立51-53
• 4.4.3 顯著性檢驗53-56
• 4.4.4 磨料水射流切割工藝經驗模型的實驗驗證56-57
• 4.4.5 切割模型的應用57-58
• 4.5 本章小結58-59
• 結論59-60
• 參考文獻60-64
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文64-65
• 致謝65

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前2條

1 翁開明;晏輝;;談談水刀機結構和工作原理[J];石材;2014年01期

2 關硯聰;孟祥旺;王偉;;高壓磨料水射流加工參數對石材表面粗糙度的影響[J];石材;2014年04期

中國博士學位論文全文數據庫 前1條

1 張鳳蓮;磨料水射流切割工程陶瓷機理及關鍵技術的研究[D];大連交通大學;2010年

本文編號：1018973