一种碳纤维复合材料直角切削温度分布的预测方法技术

技术编号:43398244 阅读:40 留言:0更新日期:2024-11-19 18:15
本发明专利技术属于复合材料加工技术领域,尤其涉及一种碳纤维复合材料直角切削温度分布的预测方法。该预测方法确定了热量在工件内部及刀‑工之间的传递机制以及材料力学性能随温度变化的规律,实现了对碳纤维增强复合材料直角切削温度的分布预测。一种碳纤维复合材料直角切削温度分布的预测方法,包括有:构建工件、刀具的三维几何模型;对工件、刀具的三维几何模型作网格划分;确定工件、刀具的力学行为及其随温度变化的力学性能;构成三维切削模型;设置分析步的类型,确定分析步中各参数的变量取值;确定工件、刀具的接触作用及二者的热行为;定义三维切削模型的边界条件;计算得到碳纤维复合材料直角切削温度分布的预测结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料加工,尤其涉及一种碳纤维复合材料直角切削温度分布的预测方法


技术介绍

1、碳纤维增强复合材料(cfrp)因其高比强度、比模量,抗疲劳性能、耐腐蚀性能优越等特点,被广泛应用于航空航天等诸多
进一步研究后发现,cfrp在细观上是由碳纤维和树脂组成,其中树脂的性能易受温度的影响,其弹性模量和强度会随温度的增加而减小,尤其是当温度超过其玻璃化转变温度(170~200℃)后,树脂的力学性能会急剧下降。此外,cfrp的热导率和比热容小,切削加工产生的热量不易扩散,从而导致切削区温度较高,容易超过树脂的玻璃化转变温度。这均会对cfrp零件的制造与加工产生不利影响,集聚的热量不仅会导致树脂的开裂,还将显著影响树脂对纤维的支撑作用,致使纤维难以有效切断,最终引发纤维拔出、分层、毛刺和撕裂等损伤。因此,必须对cfrp切削过程中不同加工参数下的温度分布情况进行预测,分析其温度变化规律并控制切削区温度,从而抑制切削过程中(因温度变化)对损伤cfrp的性能影响。

2、技术人员为解决上述技术问题进行了诸多技术尝试,例如:通过开展了大量实验进本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳纤维复合材料直角切削温度分布的预测方法,其特征在于,包括有如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料直角切削温度分布的预测方法,其特征在于,所述步骤2中对刀具三维几何模型作网格划分的过程具体可描述为:

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料直角切削温度分布的预测方法,其特征在于,所述步骤3中确定碳纤维复合材料工件的力学行为及其随温度变化的力学性能的过程具体可描述为:

4.根据权利要求3所述的一种碳纤维复合材料直角切削温度分布的预测方法,其特征在于,采用线弹性本构模型,表征碳纤维复合材料工件内部产生损伤之前的力学行为的过程具体可...

【技术特征摘要】

1.一种碳纤维复合材料直角切削温度分布的预测方法,其特征在于,包括有如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料直角切削温度分布的预测方法,其特征在于,所述步骤2中对刀具三维几何模型作网格划分的过程具体可描述为:

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料直角切削温度分布的预测方法,其特征在于,所述步骤3中确定碳纤维复合材料工件的力学行为及其随温度变化的力学性能的过程具体可描述为:

4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:王小楠张成石永军郑佳龙赵学进李肖
申请(专利权)人:中国石油大学华东
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1