CFRP成型分层缺陷在钻削横刃挤压阶段的扩展规律研究

发布时间：2024-04-21 23:13

　　碳纤维复合材料(CFRP)轻质、高强,且具有可设计性,已广泛应用于航空航天等领域先进装备的承力构件制造中。这些复材构件,通常通过固化、铺放、加工装备进行一体化设计制造,其中固化过程是单层碳纤维在力场、温度场等多场耦合作用下的成型环节,往往直接决定着构件的性能。然而,由于碳纤维复合材料各组成相理化性质各异,构件在固化过程中易因弯折处树脂流动不均,内外表面固化不同步等因素,产生纤维皱曲、孔隙、分层等缺陷。其中分层缺陷是出现频率最高的成型缺陷,使得构件层间结合强度显著降低,严重影响构件力学性能。为满足连接装配需求,往往需对复合材料构件进行大量的制孔加工,在对已有成型分层缺陷的构件上进行钻削加工时,若成型分层缺陷分布区域与钻削区域相交叠,其由于层间结合强度低而更易在钻削过程中产生分层,使得制孔质量更难保证。而考虑到成型分层缺陷的不可避免性和分布随机性,若无法深入揭示成型分层缺陷在钻削过程中的动态演化规律,将难以保证碳纤维复合材料构件的高质高效制造生产,阻碍其在先进装备上的应用推广。针对以上问题,本文对成型分层缺陷在钻削加工中的扩展行为进行了理论和实验研究。考虑到钻削过程中轴向力最大的阶段为横刃...

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图1.1复合材料在A380上的应用Fig.1.1ApplicationsofCFRPinA380

-1-图1.1复合材料在A380上的应用Fig.1.1ApplicationsofCFRPinA380

图5.9实验结果与有限元仿真结果对比图

（b）短轴图5.9实验结果与有限元仿真结果对比图hecomparisonoftheexperimentalresultswiththefiniteelemen位置的成型分层缺陷的扩展

图5.10刀具于缺陷边缘0.3mm钻削Fig.5.10Drillattheedgeofthedelaminationdefect0.3mm

图5.10刀具于缺陷边缘0.3mm钻削.5.10Drillattheedgeofthedelaminationdefect0.3对刀具于成型分层缺陷边缘不同位置处的扩真结果做对比，如图5.11所示，实验结果与

图5.11实验结果与有限元仿真结果对比图

图5.11实验结果与有限元仿真结果对比图comparisonoftheexperimentalresultswiththefiniteelementsi

本文编号：3961588