基于钻削力控制的碳纤维增强复合材料层合板无分层钻孔方法技术

技术编号:8265385 阅读:296 留言:0更新日期:2013-01-30 19:32
一种基于钻削力控制的碳纤维增强复合材料层合板无分层钻孔方法,其在钻头钻削碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板的过程中,控制钻头的钻削轴向力始终小于钻孔分层临界推力值Fa;Fa由下述步骤确定:建立CFRP层合板的分层稳定状态方程;通过建立小挠度薄板的极坐标方程和钻头钻削时的CFRP层合板挠度公式,求出CFRP层合板的最大挠度值X;建立钻削时CFRP层合板的弯曲变形能公式,并求出钻头钻削时CFRP层合板的弯曲变形能U;根据所求得的最大挠度X、弯曲变形能U和建立的CFRP层合板的分层稳定状态方程,确定钻孔分层临界推力值Fa。本发明专利技术实现了CFRP层合板的无分层钻孔加工,避免了钻孔的分层损伤缺陷,提升了产品质量,降低了成本,提高了效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钻加工方法,具体涉及一种,属于机械加工

技术介绍
碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)是一种新型的以碳或石墨纤维为增强体的树脂基复合材料,因其具有强度高、比刚度高、耐疲劳性能好以及可设计性强等优点广泛应用于制造先进飞机上的主承力结构件,如飞机蒙皮、壁板、机翼中间梁、机身隔框和舱门等部件。在CFRP的切削加工中,钻削是使用最多、应用最广的一种材料加工方式,同时也是航空结构件装配的最终环节。钻削制孔质量的好坏,直接关系·到整个飞机的装配质量和服役寿命。由于CFRP特有的各向异性以及层间接触强度低等特点,使其成为一种典型的难加工材料。在CFRP钻孔过程中,除会出现传统金属材料的制孔缺陷(孔的尺寸误差、圆度误差、位置误差、垂直度误差等)外,还会产生复合材料特有的缺陷,主要表现为入口剥离分层、出口分层、层间分层、撕裂与毛边、孔周表面纤维抽出等,其中分层损伤是最主要的制孔缺陷。据统计,飞机在最后组装时,因钻孔分层而造成的报废率高达60%以上。CFRP层合板钻孔分层缺陷是一种由钻削轴向力引起的I型裂纹(张开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于钻削力控制的碳纤维增强复合材料层合板无分层钻孔方法,其特征在于,在钻头钻削所述碳纤维增强复合材料层合板的过程中,控制所述钻头的钻削轴向力始终小于钻孔分层临界推力值Fa。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:安庆龙徐锦泱蔡晓江魏莹莹陈明
申请(专利权)人:上海交通大学
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