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工藝參數(shù)對碳纖維復(fù)合材料切削過程亞表面損傷影響的數(shù)值建模

陳德雄; 林有希; 任志英; 林華 福州大學(xué)機(jī)械工程及自動化學(xué)院; 福建福州350116
  • 碳纖維復(fù)合材料
  • 亞表面損傷
  • 方差分析
  • 切削仿真
  • 纖維方向

摘要:針對碳纖維復(fù)合材料(CFRP)切削加工過程中形成的亞表面損傷問題,基于Hashin失效準(zhǔn)則,建立了CFRP切削加工宏觀動態(tài)仿真模型。通過正交試驗和方差分析研究材料自身纖維方向及工藝參數(shù)(刀具前角、切削深度和刀尖半徑)對工件亞表面損傷的影響規(guī)律。仿真結(jié)果表明:影響亞表面損傷深度D_m的因素主次順序為纖維方向〉刀尖半徑〉切削深度〉刀具前角;纖維方向和刀具前角的交互作用對亞表面損傷具有顯著影響,貢獻(xiàn)率分別為48.12%和10.86%。亞表面損傷沿著切削方向擴(kuò)展,并且分布方向大體上與纖維方向一致;隨著纖維角度的增加,亞表面損傷深度D_m先增大后減小。研究結(jié)果可為進(jìn)一步了解CFRP的切削機(jī)理提供可靠的借鑒。

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