考虑左旋切削刃切削连续性的碳纤维增强树脂基复合材料铣削研究

采用右旋切削刃铣刀加工碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)时,纤维层受单向轴向力作用而易产生分层、毛刺等损伤,采用左右旋切削刃共存的多刃微齿铣刀对纤维层施加双向轴向力能有效抑制损伤,但如何保证每层纤维都受到左右旋切削刃的切削作用成为抑制损伤的关键。以多刃微齿铣刀为研究对象,通过设计不同的分屑槽螺旋角,获得左旋切削刃切削面积连续、重叠及未连续三种类型的铣刀。通过实验研究发现:切削面积连续时,CFRP加工表面有少量毛刺及翻边;切削面积重叠时,CFRP加工表面无毛刺及撕裂损伤,效果最好;切削面积未连续时,加工表面有大量毛刺和撕裂损伤;此外,表面粗糙度值会随着分屑槽螺旋角的增大而增大。     

湿热老化对纤维增强树脂基复合材料性能的影响及其机理

总结了纤维增强树脂基复合材料湿热条件下的吸湿行为及影响吸湿的因素;综述了湿热老化对复合材料耐热性能和力学性能的影响,分析了其作用机理。多数树脂基复合材料吸湿的初期阶段符合费克定律,吸湿会造成树脂基体的塑化、水解,产生裂纹以及纤维/树脂基体界面破坏,从而降低材料的性能。最后对纤维增强树脂基复合材料湿热老化研究提出了几点建议。     

平纹编织碳纤维/Kevlar纤维增强混杂复合材料微-宏观切削去除机理研究

由于碳纤维和Kevlar纤维力学性能相差迥异,在C-K纤维混杂增强复合材料(Carbon-Kevlar fiber hybrid composite,CKFH)加工中易产生加工缺陷,比单种纤维复合材料的加工缺陷更难控制。由此,从微观和宏观角度,构建CKFH三维有限元切削模型,分析CKFH的切削去除机理及平纹编织结构对切削过程的影响机制。结果表明,在不同纤维取向下,Kevlar纤维均易产生抽丝拉毛现象,尤其当纤维取向θ=0°/180°时最为明显;纤维取向θ=0°/180°时,切屑多为卷曲片状切屑,纤维取向θ=45°、90°、135°时,两种纤维的断裂相互影响,切削表面、切屑形态均与切削方向存在密切关系,当纤维取向θ=45°时,多为细小片状切屑,纤维取向θ=90°时,切屑多为絮状块状切屑,纤维取向θ=135°时,切屑多为成块状切屑;从碳纤维切向Kevlar纤维时,Kevlar纤维出现松散、抽丝拉毛现象明显,从Kevlar纤维切向碳纤维时,在Kevlar纤维的韧性弯曲区碳纤维发生弯曲脆断、碎裂,易出现凹坑;平纹编织结构对切削应力的传递具有明显的阻断作用,有限元仿真结果与试验观测结果基本吻合。     

碳纤维增强复合材料高速切削刀具研究现状

综述了碳纤维增强复合材料(CFRP)高速切削刀具的研究现状,重点介绍高速切削CFRP过程中的刀具磨损机理,指出为解决加工中刀具磨损迅速的问题,应合理地选用刀具材料,并且对刀具结构和几何参数进行优化。     

碳纤维增强复合材料纵扭复合超声振动钻削试验

碳纤维增强复合材料(CFRP)以其优越的性能被广泛应用于航空航天领域,然而其作为典型难加工材料,采用传统钻削加工时极易出现毛刺、撕裂、分层及加工表面质量差等现象,严重制约了CFRP的应用。采用纵扭复合超声振动钻削和普通钻削两种钻削方式加工CFRP板材,对比了两种钻削方式下的轴向力、扭矩及钻孔质量,研究了单向型和编织型CFRP板材的钻削轴向力特性,分析了转速、进给速度对钻削轴向力的影响规律。试验表明:纵扭复合超声振动辅助钻削可以更加有效切削CFRP,降低轴向力和扭矩,降低撕裂因子,抑制分层现象;钻削轴向力随着进给速度提高而增大,随着钻速的提高而降低,且当Vc/Vf增大时,钻削轴向力随之下降,试验拟合得到轴向力经验公式。     

碳纤维增强树脂基复合材料加工表面粗糙度对疲劳性能的影响

采用磨削和铣削(顺铣、逆铣)加工工艺获得不同表面粗糙度Sa的碳纤维增强树脂基(CFRP)复合材料试样并进行拉-拉疲劳试验,基于刚度退化模型分析了加工表面粗糙度对疲劳性能的影响.结果表明:磨削、顺铣和逆铣试样的Sa分别为1.2,3.2,5.9μm;磨削试样0°纤维铺层表面纤维缺失,存在空隙,铣削试样在45°纤维铺层表面存...     

镀Ni碳纤维增强铅合金复合材料的制备工艺

本文采用两种不同的制备工艺制取了两种界面性质各异的碳纤维增强铅合金基复合材料。试验发现采用加压液态渗透法可以降低对纤维表面质量的要求,并改善纤维在基体合金中的分布密度。尽管电镀纤维由于表面质量较差,与基体合金的结合强度不及化学镀纤维与基体的结合强度,但是电镀纤维复合材料在断裂过程中要吸收更多的断裂功。     

SiCp增强铝基复合材料与Kevlar增强摩擦材料摩擦副摩擦磨损机理研究

采用盘销式摩擦磨损试验机，对SiCp含量为20vol％的铝基复合材料和Kevlar增强摩擦材料组成的摩擦副在于摩擦条件下的摩擦磨损机理进行了实验研究。结果表明：摩擦副在跑合过程中，铝基复合材料中的SiCp颗粒对较软的有机复合材料产生犁削和微观切削效应，磨损机理为铝基复合材料的硬质颗粒对较软的有机复合材料的磨粒磨损；在跑合后的磨损试验中，摩擦材料磨损表面呈现出粘着磨损和塑性变形特征，随着转动速度的增加，塑性流动加剧；摩擦副接触表面发生材料的相互转移，并在铝基复合材料表面形成转移膜，且在较高速度下转移膜更易形成；在高速条件下，摩擦材料表面可见从铝基复合材料的铝合金基体中脱离的SiCp颗粒和熔融迹象；摩擦材料的磨损机理主要为磨粒磨损、粘着磨损和塑性变形。     

树脂基碳纤维复合材料栅格天线反射面制造技术

介绍了树脂基碳纤维复合材料(CFRP)栅格天线反射面的制造技术.纤维采用日本东丽公司的T700,基体为3234树脂体系,采用球墨铸铁制造模具,真空袋热压罐成型工艺.通过认真的工艺研究,突破了模具设计与制造、铺层设计、成型工艺等关键技术,制造的栅格天线反射面栅格条宽度和厚度均匀,外表光洁,型面精度高,满足了设计要求.     

树脂基复合材料的增强材料性能突显异军崛起

树脂基复合材料也称纤维增强塑料,是由以有机聚合物为基体的纤维增强材料,这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体经复合而成。是目前技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。应用广泛的树脂基复合材料通常采用增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。     

碳纤维复合材料单钉连接拉伸性能仿真分析和试验研究

针对某体系碳纤维复合材料单钉连接拉伸性能开展了仿真试验研究。首先利用三维有限元方法对不同参数的单钉连接进行了累积损伤分析,预测了连接的拉伸性能和破坏模式,然后通过标准试件的拉伸试验,得到了连接的相关性能参数,仿真结果和试验结果吻合良好,证明了仿真分析的合理性和准确性。文中仿真分析和试验的结论可作为后续设计工作的基础。     

碳纤维复合材料麻花钻钻孔轴向力的数值模拟

针对碳纤维增强树脂基复合材料制孔质量差的问题,建立了麻花钻钻削该复合材料的有限元模型,应用ABAQUS软件对不同工艺参数下钻孔过程中的轴向力进行了数值模拟,并通过相同工艺下的钻削试验进行验证。结果表明:轴向力随着主轴转速的增大而减小,随着进给速度的增大而增大,且轴向力受进给量的影响较大;数值模拟结果与试验结果吻合度较好,证明了有限元模型的合理性。     

碳纤维复合材料/钛合金叠层钻孔质量研究

碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced plastic,CFRP)/钛合金叠层的钻孔机理不同于单层材料钻孔,钛合金切屑在排出孔外过程中会对CFRP孔质量造成损伤。为了探究CFRP在叠层钻孔时的质量特性,设计正交试验分析了钛合金切屑和切削参数对CFRP层钻孔质量的影响。观察了轴向切削力和力矩的变化以及钛合金切屑形态,分析CFRP层孔径超差和入口撕裂的机理。结果表明:大进给量条件下,高温、高硬度的钛合金切屑会对CFRP产生严重的侵蚀,是导致CFRP孔径超差的主要原因,并会增大入口撕裂程度;CFRP入口撕裂主要产生在切削速度和纤维方向夹角θ=45°的位置,低切削速度不利于切削CFRP,会加大入口撕裂程度。因此,应使用小进给量钻削钛合金层,使用大切削速度钻削CFRP层;在保证钻头强度的前提下,推荐使用具有较大容屑空间的钻头。     

两种铣刀在切削碳纤维增强塑料时的磨损机理

用TiB2涂层硬质合金铣刀和金刚石涂层硬质合金铣刀分别对碳纤维增强塑料进行铣削加工试验,通过扫描电镜、三维视频显微镜等研究了两种涂层刀具的磨损形态和磨损机理。结果表明:刀具交替切削软的树脂基体和高强度的碳纤维而产生的交变应力以及高强度碳纤维对切削刃的高频冲击作用是促使刀具发生崩刃和涂层剥落的主要原因;金刚石涂层刀具由于有极高的硬度和耐磨性,其使用寿命明显高于TiB2涂层刀具,且加工表面的粗糙度低于TiB2涂层刀具的;两种刀具铣削碳纤维增强塑料的磨损机理均为磨料磨损。     

碳纤维复合材料铣削加工研究进展

介绍碳纤维增强树脂基复合材料的特点、应用现状和加工难度,综述近10年碳纤维增强树脂基复合材料铣削机理(刀具磨损、切削力、表面质量、切屑形成机理)的研究进展,并讨论其将来的研究趋势。     

碳纤维复合材料钻削加工分层缺陷研究进展

碳纤维复合材料(CFRP)因良好的性能被广泛应用于诸多领域,但它本身所特有的层间结构易导致在钻削加工过程中产生缺陷。分层缺陷是钻削加工过程中产生的主要缺陷之一,对复合材料结构件的承载能力和疲劳强度有很大影响。本文主要从分层缺陷的产生机理、影响因素和检测等方面对国内外目前的研究现状进行综述,并分析了未来的研究发展趋势。     

碳纤维加固钢筋混凝土梁的试验研究

通过不同加固方式的弯曲试验结果与理论计算值进行比较，结果表明基于钢筋混凝土设计的解析计算法来计算此种复合结构，理论与试验结果存在较大偏差。并且，试验结果进一步表明了碳纤维加固后的钢筋混凝土粱的非线性变形规律。     

碳纤维复合材料孔加工研究现状

根据碳纤维复合材料的特性和制造加工中存在的问题,综述了碳纤维复合材料孔加工时加工工艺、钻头几何参数及其材料、机床振动、材料制备缺陷等因素对钻削加工损伤(尤其是分层损伤)的影响和抑制方法、钻削建模与仿真以及叠层孔加工等方面的研究最新进展,重点关注了钻削诱导的分层损伤形成机理以及一些特殊工艺,如振动辅助钻削、螺旋铣削孔加工、磁性胶体垫板孔加工技术和高速钻削技术等对碳纤维复合材料孔加工质量改善效果。     

钎焊套料钻钻削碳纤维增强复合材料层合板出口撕裂缺陷的成因分析

针对碳纤维增强复合材料钻孔时钻头寿命短、易产生加工缺陷等问题,将钎焊金刚石套料钻应用于碳纤维增强复合材料的钻削加工中。为更好地说明钎焊金刚石套料钻的加工性能,选取了复合材料钻削中常用的金刚石涂层麻花钻进行比较,并选择了实际加工中严重影响加工质量的出口撕裂缺陷进行成因分析。通过检测与分析出口处加工质量,得到以下结论：对于不同结构形式的钻头,仅依靠轴向力及扭矩并不能判断是否产生撕裂缺陷;在相同工艺参数下,钎焊金刚石套料钻的轴向力及扭矩均小于金刚石涂层麻花钻的轴向力及扭矩,使用钎焊金刚石套料钻更有利于减少撕裂缺陷,提高加工效率。     

提高复合材料构件刚度的考虑和分析

本文从理论上系统地分析了影响复合材料结构构件刚度的因素,全文紧密围绕着板构件的刚度设计,以及板壳结构进行讨论,最后用有限元程序对板壳和平板两种结构进行了位移计算.