碳纤维构件型面数控加工工艺技术研究

碳纤维复合材料(CFRP)具有硬度高、各向异性与层间强度低的特性,是典型的难加工材料之一,数控铣削中构件型面极易出现凹坑、毛刺、边缘纤维分层及撕裂等现象。以A350碳纤维构件型面为研究对象,从加工刀具及切削方式着手,分析刀具材料、结构以及切削方式对碳纤维型面构件加工质量的影响,提出了采用大底角的碳纤维铣刀以及垂直于加工表面的切削方式,开展了碳纤维构件型面切削实验,研究了各切削参数对零件型面加工质量的影响。结果表明:碳纤维构件型面加工中,转速对构件型面加工质量影响最大,其次是切宽、切深以及每齿进给量。     

切削加工对芳纶纤维增强复合材料(KFRP)构件表面质量的影响研究

芳纶纤维增强复合材料(KFRP)构件切削加工过程中,容易引起基体烧蚀,纤维断裂以及切面分层、表面粗糙等表面缺陷。为降低切削加工参数对加工表面质量的影响,基于全因子试验设计方法,以加工切面基体烧蚀、纤维断裂以及粗糙度为表面质量表征参数,研究了刀具种类、切削速度、进给速度对芳纶纤维增强复合材料构件加工表面质量的影响。     

碳纤维增强复合材料钻削在不同切削方向角下的孔壁质量分析

碳纤维增强复合材料(CFRP)是航空、航天和汽车等领域使用较为广泛的1种新型材料。其具有各向异性、非均匀性的特点,是1种典型的难加工材料。CFRP材料的层间结合强度远远低于拉伸强度,这一特点导致刀具在切削CFRP材料时经常会出现毛刺、分层、劈裂等缺陷。而碳纤维增强复合材料在钻削过程中会由于切削方向角的变化会出现加工质量不一致的情况,这对于材料制造的可靠性与稳定性具有巨大的挑战。文中主要从碳纤维增强复合材料钻削过程中的切削力、孔壁形貌与表面粗糙度等方面出发,分析不同切削方向角下的断裂机理,研究其表面质量的分布规律。     

CFRP纤维方向对切削过程影响规律的仿真研究

碳纤维增强复合材料是一种典型弹脆性材料,其纤维铺层方向与材料加工性能、破坏机理和切削质量有着密切的关系。针对复合材料各向异性的特点,利用Abaqus/Explicit有限元仿真软件,基于Hashin失效准则,建立碳纤维复合材料单向纤维铺层二维正交切削宏观模型。研究不同铺层方向条件下纤维和基体的破坏机理,开展复合材料平面铣削试验,并将试验加工得到的铣削表面与仿真结果进行了比较,验证了模型的合理性。     

碳纤维复合材料专用CVD金刚石涂层刀具的制备及试验研究

碳纤维增强复合材料(简称碳纤维复合材料)是以石墨纤维或碳纤维为增强材料的复合材料,具有耐磨性好、耐高温、强度高、密度小、比刚度高和低温性能好等优点,但在钻削过程中易使普通的硬质合金刀具磨损。而金刚石涂层刀具在钻削较硬金属材料和非金属材料时,具有良好的切削加工性。通过CVD金刚石刀具与普通的硬质合金刀具对碳纤维复合材料的钻削试验对比以及两种刀具的磨损研究可以得出,CVD金刚石涂层刀具的钻削性能明显好于普通的硬质合金刀具。     

碳纤维复合材料钻削试验研究

在碳纤维复合材料切削加工过程中,经常会出现分层、劈裂等质量问题。文中为了解决碳纤维复合材料的分层问题,从而达到提高碳纤维复合材料钻削质量的目的,主要从分析碳纤维复合材料切削加工工艺特性入手,利用不同的工艺参数、加工技巧,对其进行了一系列钻削试验。通过分析试验数据,对比试验结果,从优化工艺参数、加工刀具的选用方面,提出了若干适合实际操作的工艺技巧,确定了最优的钻削方法。该方法被广泛应用到了产品中,成功改善了碳纤维复合材料的钻削质量。     

碳纤维复合材料数控加工研究

碳纤维复合材料是一种大量应用于航天航空领域的具有优良综合性能的难加工材料.在概要介绍其基本特性、切削机理的基础上,对用于碳纤维复合材料的切削刀具特征及切削参数作了初步研究,并给出了切削试验数据和应用实例.     

碳纤维增强复合材料铣削加工中PCD刀具磨损研究

针对碳纤维增强复合材料(CFRP)切削加工中刀具磨损严重的问题,采用PCD立铣刀对平纹织物CFRP进行铣削试验,分析其刀具磨损形态及刀具磨损对铣削加工的影响。试验表明:PCD立铣刀在切削行程达到4.6m时,槽切削区上表面的毛刺明显增多;PCD刀具的主要磨损形态包括树脂粘附、磨粒磨损和成块剥落破损等形态,其中成块剥落破损最为明显,为CFRP刀具材料的选择和刀具磨损的研究提供参考。     

基于ABAQUS不同刀具对碳纤维复合材料的钻孔研究

利用ABAQUS有限元模拟分析软件,模拟不同钻头在不同切削参数下钻削加工碳纤维增强树脂复合材料(CFPR)的钻孔过程,得到了钻孔过程中出现的最大轴向力。通过分析对比,得出不同参数与刀具对轴向力的影响规律,为加工该类复合材料提供了一定的理论数据。     

CFRP圆管表层纤维铺向对钻削质量的影响研究

由碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）制成的圆管在钻削加工时，圆管表面与刀具相交形成相贯线形式孔边缘轮廓，随着刀具切削刃旋转至轮廓较低点过程中被切削材料的减少，切削刃外缘处从材料中切出，纤维在切削速度方向上为无未切削材料支撑的弱约束状态；随着切削刃旋转至较高点过程中被切削材料的增多，切削刃外缘处又切入材料，切削厚度的增加将带来更大的切削力，纤维与树脂基体之间更易开裂。文中对CFRP圆管钻削过程中切削刃切入、切出过程进行分析，得到其对入口、出口损伤的影响规律，通过实验分析了钻削具有不同表层铺层方向的CFRP圆管中切入、切出过程对入口、出口损伤的影响程度。结果表明，在钻削入口处曲面特征下切削刃切入、切出不同纤维铺向条件下的纤维时，产生损伤的角度范围与损伤面积均会增加，与切出过程相比，切入过程会造成更严重的毛刺、撕裂损伤。钻削出口处CFRP圆管的曲面特征对分层损伤并无显著影响。     

光纤角速度传感器——光纤陀螺

简单介绍了光纤陀螺作为光纤传导器的原理、特点及应用.     

一种高灵敏度光纤流量计

叙述了一种能解决传统流量计中存在一些问题的光纤流量计，并具有灵敏度高，结构简单的持点。当保偏光纤置于外部场中时，光纤中两正交模式传播速度会发生改变，导致其相位的不同。根据这一特征，传感器能测量管道截面流体的均压。还介绍了信号处理的方法。     

全光纤电流互感器中光纤λ/4波片容差分析

根据0.2级的全光纤电流互感器系统测量精度要求,在方波和正弦波两种常用的调制解调模式下,文中分析了光纤λ/4波片制作或应用中容许的误差范围。发现最大熔接角允许误差与最大相位延迟允许误差近似成二次曲线的关系。在方波和正弦波调制模式下,当相位延迟误差或熔接角度误差为零时,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别为1.816°和1.806°;3.637°和3.618°;在方波调制模式下,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别随传感电流i的增大而增大,其变化率较小,分别为1.32×10-6(o/A)、2.54×10-6 o/A;而在正弦波调制模式下,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别随传感电流的增大而减小,其变化率较小,分别-4×10-6(o/A)、-7.6×10-6(o/A).     

光纤漏光传感器及其在光纤识别仪中的应用

设计了一种利用光纤弯曲泄露光线对光纤信号进行检测和识别的装置--光纤识别仪.其原理是根据对光纤弯曲理论和实验研究的结果,利用弯曲光纤和光检测器组成传感器,采用非线性放大电路对信号进行放大,以嵌入式系统作为硬件支撑实现了对光纤信号的在线检测.该装置在实际应用中取得了良好的效果.     

机械感生长周期光纤光栅的可调谐环形光纤激光器

将采用机械感生法写制的长周期光纤光栅(MLPFG)串入环形腔中,设计了一种新颖的L波段可调谐环形掺铒光纤激光器(EDFL)。抽运光源为980nm半导体激光器,使用掺铒浓度为5×10-4,长度为12m的铒纤作为增益介质,通过调整待写制光纤与周期性压力槽之间的夹角,改变MLPFG的写制周期,调谐MLPFG透射谱,进而影响环形腔增益最高点,光纤激光器波长可调谐范围可达42nm(1562.465～1604.280nm),激光光谱3dB带宽0.04nm,20dB带宽0.08nm,边模抑制比45dB。长时间观测表明,激光功率稳定性优于0.2dBm。实验显示,该光纤激光器具有带宽较宽,线宽较窄及性能稳定等特点。     

磨削纤维角对碳纤维复合材料磨削性能的影响

为了研究单向碳纤维复合材料在不同磨削纤维角(磨削方向与纤维取向之间的夹角)下表面的磨削特性和机理,通过一系列磨削实验,研究了磨削纤维角对磨削力、粗糙度和表面形貌的影响,并用扫描电镜(SEM)对磨削加工表面的特征进行了分析.结果表明:不同磨削纤维角下的磨削力遵循45°>90°>0°的顺序;表面粗糙度恰好与此相反,磨削纤维...     

基于侧发光光纤对射耦合的光纤式液位测量

介绍了一种基于菲涅尔定律的光纤式液位测量方法,该方法利用介质折射率对双光纤之间光耦合效率的影响,使用两根并行排列的侧发光光纤作为测量元件,实现了对燃油液位的本质安全测量。通过理论分析得到了传感器的液位响应公式,进行传感器样机设计予以验证,在0.1～1 m范围内输出电压曲线变化趋势符合理论分析结果。     

钢纤维和莫来石纤维增强陶瓷基摩擦材料的性能研究

采用热压烧结法制备出钢纤维和莫来石纤维增强陶瓷基摩擦材料,对比分析钢纤维、钢纤维和莫来石纤维的混杂纤维以及莫来石纤维增强陶瓷基摩擦材料的机械性能和摩擦磨损特性。利用扫描电子显微镜(SEM)观察不同温度下的磨损表面和磨屑形貌,并研究其磨损机制。研究结果表明,钢纤维和莫来石陶瓷混杂纤维增强的陶瓷基摩擦材料具有较高的机械强度以及良好的摩擦稳定性和耐磨性能,以莫来石纤维增强的陶瓷基摩擦材料,摩擦因数表现出严重的热衰退,且具有低的耐磨损性能。SEM分析表明,在从低温到高温的摩擦过程中,钢纤维和莫来石陶瓷混杂纤维增强的陶瓷基摩擦材料的磨损形式主要由黏着磨损转化为黏着磨损与磨粒磨损的复合磨损形式,而以莫来石纤维增强的陶瓷基摩擦材料,其磨损形式以磨粒磨损为主。     

基于光纤环镜的光纤光栅传感解调系统

提出了一种新型的基于保偏光纤环镜的光纤布拉格光栅传感器解调方案。建立了理论分析模型,研究了保偏光纤环镜结构参数对解调精度影响的特性并进行了数值仿真。搭建了光路系统,设计了能够消除系统结构参数误差影响的基于LabVIEW的参数测定软件、解调系统监控软件和电路模块,进行了传感检测实验,其结果与理论分析相吻合。该系统稳定性好,检测灵敏度高,适用性强,在光纤光栅传感器的应用方面具有重要意义。     

光纤Bragg光栅的研究

分析了光纤Bragg光栅的特性,讨论了其结构参数。通过紫外光写入的方式,在普通单模光纤上制备了光纤Bragg光栅。典型的光纤Bragg光栅在1.56μm波段的反射率达99%,带宽0.6nm.