基于横刃轴向力的CFRP钻孔分层临界进给量研究

为避免或减少钻削出口分层缺陷,控制钻削轴向力不超过出口分层临界轴向力具有重要的实际意义。将钻头横刃上的轴向力分为两部分,其一是横刃前刀面与碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)之间作用力的轴向分量,其二是横刃圆弧与CFRP接触力的轴向分量。基于复合材料的细观力学理论和Hoffman强度准则,推导了横刃前刀面上作用力的轴向分量计算公式。将横刃与碳纤维的接触视为正交圆柱体的接触,导出了Hertz接触力轴向分量的计算公式。将两个轴向力求和,构成了横刃上轴向力的计算模型。以试验数据为基础,确定横刃轴向力占总轴向力的比值,建立钻削轴向力、分层临界轴向力和钻削工艺参数之间的联系,导出了以横刃轴向力为基础的钻孔出口分层临界进给量的计算模型,通过钻削试验和有限元仿真验证了模型的可靠性。该研究工作对合理选择钻削工艺参数和预防分层缺陷具有指导作用。

三维整体外翅片管滚压-犁切/挤压成形工艺

采用滚压-犁切/挤压复合加工方法成形三维整体外翅片管,设计了犁切/挤压成形刀具,分析了三维整体外翅片的犁切/挤压成形过程,研究翅片顺利成翅的条件和翅片高度随工艺参数的变化规律。推导了翅片顺利成翅的临界进给量计算公式,并用实验进行了验证;在实验研究的基础上,对加工工艺参数的合理选择进行了分析。