碳纖維復(fù)合材料鉆削過程中軸向力與鉆孔質(zhì)量的研究.pdf

1、碳纖維復(fù)合材料是一種已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的難加工材料，并且由于鉚接和螺接等機(jī)械連接方式是目前CFRP構(gòu)件之間主要連接方式，需要加工大量的裝配連接孔，而這些連接孔的質(zhì)量直接制約著裝配體的安全。因此對CFRP鉆孔質(zhì)量進(jìn)行研究很有必要。
　　本課題選用T300型CFRP作為研究對象，由于目前CFRP容易出現(xiàn)加工缺陷等問題，本文進(jìn)行了CFRP鉆削試驗(yàn)和有限元仿真，對鉆削CFRP過程中的軸向力和鉆孔質(zhì)量進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　（1）探

2、究得到了鉆削CFRP時(shí)的鉆削力的主要來源以及鉆削各階段變化規(guī)律。并分析了鉆削CFRP過程中孔壁粗糙度以及出口撕裂的產(chǎn)生機(jī)理。
　?。?）構(gòu)建了硬質(zhì)合金鉆削CFRP試驗(yàn)平臺(tái)，選擇合理的鉆削參數(shù)進(jìn)行了硬質(zhì)合金鉆頭鉆削CFRP試驗(yàn)，在試驗(yàn)中采集軸向力、粗糙度以及撕裂值。并對鉆削試驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用極差法分析，得到三個(gè)因素對軸向力、粗糙度以及撕裂的影響規(guī)律。
　?。?）基于ABAQUS有限元軟件，建立CFRP鉆孔有限元模型性并對進(jìn)行修正，得

3、到可對CFRP鉆孔軸向力進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測的有限元仿真模型。運(yùn)用仿真模型進(jìn)行正交試驗(yàn)，并運(yùn)用MATLAB軟件對仿真結(jié)果進(jìn)行回歸分析，建立鉆削軸向力關(guān)于鉆頭直徑、主軸轉(zhuǎn)速以及進(jìn)給量的預(yù)測模型，并通過誤差分析和顯著檢驗(yàn)來保證所得到的預(yù)測模型的正確性。
　?。?）建立了關(guān)于軸向力的粗糙度以及撕裂的預(yù)測模型，得到孔壁粗糙度與鉆削軸向力近似呈線性關(guān)系，出口撕裂與鉆削軸向力近似呈二次關(guān)系，然后通過MATLAB軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析得到數(shù)學(xué)模型，