碳纖維復(fù)合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)是一種以碳纖維作為增強(qiáng)材料、樹脂作為基體材料的復(fù)合材料,具有比強(qiáng)度高、比模量高、設(shè)計(jì)先進(jìn)性、抗疲勞特性良好及抗震性能好等優(yōu)良的性能特點(diǎn),在航空航天、汽車、土木工程等諸多領(lǐng)域有越來越廣泛的應(yīng)用。激光切割加工作為一種高效率、柔性強(qiáng)的材料加工方法對(duì)實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料的高效高質(zhì)加工具有重要意義。區(qū)別于各向同性材料,激光切割過程中的多種激光加工參數(shù)以及碳纖維復(fù)合材料的多種鋪設(shè)角度,對(duì)激光切割質(zhì)量具有較為復(fù)雜的影響。本文在本課題組單層CFRP激光切割模擬的基礎(chǔ)上,針對(duì)雙層多角度碳纖維復(fù)合材料的激光切割質(zhì)量問題,從模擬和實(shí)驗(yàn)兩方面,分析雙層CFRP層內(nèi)及層間能量傳遞過程與特點(diǎn),對(duì)切割區(qū)域切口特點(diǎn)進(jìn)行研究。(1)為研究雙層CFRP激光切割的熱傳遞過程,基于ANSYS有限元分析軟件,建立了CFRP雙層勻質(zhì)模型,進(jìn)行雙層CFRP激光切割過程的模擬,得到切割過程的溫度場(chǎng)分布。并在掃描線方向、垂直于掃描線方向以及材料厚度方向分別提取特征點(diǎn)溫度曲線,分析激光作用過程能量傳遞過程。表層的碳纖維鋪設(shè)角度對(duì)激光作用下材料達(dá)到的... 

【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)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 碳纖維復(fù)合材料簡(jiǎn)介
        1.1.1 碳纖維復(fù)合材料的特性
        1.1.2 碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用
    1.2 碳纖維復(fù)合材料激光切割研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光切割雙層CFRP基本原理及特點(diǎn)
        1.2.2 碳纖維復(fù)合材料激光切割模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.3 碳纖維復(fù)合材料激光切割實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
    1.3 存在的問題與課題的提出
    1.4 論文的主要工作
2 雙層CFRP激光切割原理及有限元模型建立
    2.1 雙層CFRP特點(diǎn)
    2.2 激光切割的熱傳遞理論
    2.3 CFRP雙層勻質(zhì)幾何模型建立
        2.3.1 有限元方法簡(jiǎn)介
        2.3.2 雙層CFRP單元類型選擇
        2.3.3 CFRP雙層勻質(zhì)幾何模型及網(wǎng)格劃分
        2.3.4 雙層CFRP材料性能參數(shù)
        2.3.5 連續(xù)激光熱源加載
        2.3.6 初始條件、邊界條件及求解設(shè)置
    2.4 本章小結(jié)
3 雙層CFRP激光切割溫度場(chǎng)數(shù)值模擬
    3.1 CFRP雙層勻質(zhì)模型的數(shù)值模擬結(jié)果與分析
    3.2 雙層CFRP激光切割溫度測(cè)量及模擬方法驗(yàn)證
    3.3 雙層CFRP激光切割熱影響區(qū)寬度預(yù)測(cè)
    3.4 本章小結(jié)
4 雙層CFRP激光切割切口與熱影響區(qū)分析
    4.1 實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法介紹
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及檢測(cè)設(shè)備
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)材料
        4.1.3 實(shí)驗(yàn)方法
    4.2 激光切割雙層CFRP切縫與熱影響區(qū)特征
    4.3 0°-90°雙層CFRP激光參數(shù)對(duì)切割質(zhì)量影響
        4.3.1 工藝參數(shù)對(duì)切縫的影響
        4.3.2 工藝參數(shù)對(duì)熱影響區(qū)的影響
    4.4 多角度雙層CFRP激光切割切口及熱影響區(qū)分析
        4.4.1 多角度雙層CFRP激光切割切縫質(zhì)量分析
        4.4.2 多角度雙層CFRP激光切割熱影響區(qū)分析
        4.4.3 變功率激光切割雙層CFRP熱影響區(qū)分析
        4.4.4 雙層CFRP激光切割面裂紋分析
    4.5 激光切割雙層CFRP表面粗糙度分析
        4.5.1 0°-45°雙層CFRP激光切割表面粗糙度分析
        4.5.2 激光功率對(duì)雙層CFRP激光切割表面粗糙度影響
    4.6 雙層CFRP激光切割方孔及圓孔工藝實(shí)驗(yàn)研究
        4.6.1 雙層CFRP激光切割方孔實(shí)驗(yàn)研究
        4.6.2 雙層CFRP激光切割圓孔實(shí)驗(yàn)研究
        4.6.3 雙層CFRP激光切割方孔與圓孔尺寸補(bǔ)償法
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
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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[2]汽車用碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工工藝[J]. 張勝男,劉艷兵.  汽車工藝與材料. 2018(09)
[3]碳碳復(fù)合材料的水射流鉆孔技術(shù)研究[J]. 蔡志剛,陳曉川,王迪,鮑勁松.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2019(03)
[4]碳纖維復(fù)合材料在汽車前地板下縱梁加強(qiáng)板應(yīng)用初探[J]. 郭琳琳,徐勇,范偉江,吳慶春.  汽車工藝與材料. 2018(08)
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[6]基于輕量化概念的碳纖維復(fù)合材料汽車保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)[J]. 吳飛.  塑料工業(yè). 2018(08)
[7]大絲束碳纖維布在復(fù)合材料客車車身的應(yīng)用研究[J]. 劉賓賓,肖志遠(yuǎn),蔡燁夢(mèng).  合成纖維工業(yè). 2018(04)
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碩士論文
[1]單層碳纖維復(fù)合材料激光切割過程的數(shù)值模擬[D]. 于冬洋.大連理工大學(xué) 2017
[2]CFRP鉆削加工排屑仿真及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 金超.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[3]CFRP加固鋼筋混凝土板的抗火性能研究[D]. 李維.昆明理工大學(xué) 2017
[4]高模量碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料激光切割技術(shù)研究[D]. 薛慶明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[5]激光切割鋁合金鈑金件力學(xué)性能研究[D]. 彭凱.陜西理工學(xué)院 2016
[6]激光切割輔助氣體數(shù)值模擬及切割狀態(tài)監(jiān)控若干問題研究[D]. 劉坤陽.燕山大學(xué) 2012



本文編號(hào)：2909378