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为研究预压紧力对叠层结构制孔层间间隙的影响,本文首先采用板壳理论建立叠层结构制孔简化模型;进而运用有限元方法,分析了预压紧力对叠层结构制孔层间间隙的影响,并以单层板的受力响应模型进行结果比对以验证模型正确,进而分析了不同工艺条件下,叠层结构层间间隙的变化规律;最后通过叠层结构钻削试验验证了限元分析结果的正确性.研究结果表明,随着单向预压紧力的逐渐增大,叠层板会经历层间间隙逐渐减小到贴合的过程,其转折点对应着预压紧力的临界值.加工过程中欲达到良好的毛刺抑制效果,预压紧力需满足以下两个条件:Ⅰ)转折点对应的层间间隙D_B需小于未施加预压紧力情况下的层间毛刺高度;Ⅱ)其值需高于临界预压紧力F_B.此外,减小制孔轴向力或预压紧环直径可有效降低临界预压紧力及对应层间间隙;从提高预压紧力作用效果,减小层间间隙的角度考虑,叠层结构制孔时应将尺寸较厚、模量较高的板材置于叠层结构下层. 相似文献
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在叠层材料一体化制孔过程中,CFRP制孔质量极易受到钛合金切屑排出的影响,出现入口撕裂、孔径超差等加工缺陷。为了提高叠层材料的制孔质量,本文分析了振动钻削的运动学特征,确定了理论最小断屑振幅,通过低频振动钻削和传统钻削叠层材料的对比试验重点探讨了不同振幅参数对切削力、切削温度以及制孔质量的影响。结果表明:随着振幅增大,钻削平均轴向力小幅下降,最大轴向力呈现上升趋势;当振幅大于最小断屑振幅时,低频振动钻削在实现有效断屑排屑的同时能够显著降低切削温度,提高孔壁质量和孔径精度;CFRP入口撕裂受振幅的影响最为明显,加工振幅过大会导致入口撕裂的扩大;当振幅为30μm时,入口撕裂区域最小,孔壁粗糙度达到R_a2.16μm,叠层材料总体制孔质量最好,切削温度同时降低了20.8%。 相似文献
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针对钻削TC4时存在摩擦大、钻头磨损快等问题,基于有限元软件建立了三维有限元钻削模型,通过试验验证模型准确性。研究结果表明,轴向力与转矩的仿真值和试验值的相对误差分别为13.5%和10.8%,这表明有限元方法预测的轴向力和转矩与试验结果基本吻合,该有限元模型可以用来预测钻削TC4时的轴向力和转矩。然后基于该有限元模型,研究钻头几何参数(顶角和螺旋角)对轴向力及转矩的影响趋势。研究结果表明,随着顶角的减小,轴向力呈下降趋势,转矩呈上升趋势;随着螺旋角的增大,轴向力和转矩都呈下降趋势。 相似文献
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针对CR929远程宽体客机承力构件制孔出口分层缺陷预测难、制孔载荷预测试验成本高等问题,开展大孔径碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)三维钻削仿真及试验研究。首先基于ABAQUS用户自定义子程序接口,利用Fortran语言编写CFRP宏观力学本构模型;随后建立大孔径CFRP三维钻削仿真过程有限元模型,并验证其正确性;最后利用有限元模型预测不同加工参数下的制孔轴向力、扭矩及出口分层损伤。研究结果表明:基于三维实体单元建模的复合材料,三维钻削有限元仿真模型可以可靠地预测制孔过程中的轴向力、扭矩。在CFRP出口处嵌入黏结单元可以预测制孔出口分层的形状。在相同工艺参数条件下, 制孔的轴向力、扭矩、出口分层的仿真预测与试验结果最大相对误差分别为15.0%、19.0%、12.4%。 相似文献
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航空叠层材料制孔技术研究现状与发展趋势分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为有效的减轻飞机质量和燃料成本,复合材料/金属叠层材料已广泛应用于现代飞机的高科技部件。综述了包括CFRP/铝和CFRP/钛叠层材料制孔技术的最新进展,主要涵盖了制孔加工刀具、金属切屑排除、金属材料毛刺、切削温度等方面。文献综述表明,有多种方式可改善加工品质:1)改善航空叠层材料的制孔刀具;2)有效的排除金属切屑,减少对复合材料的损伤;3)预防和减少钛合金和铝合金毛刺的形成;4)有效的冷却方式,减少复合材料的热损伤。 相似文献
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