基于横刃轴向力的CFRP钻孔分层临界进给量研究

摘要：

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Hoffnan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.

关键词：CFRP、Hoffman强度准则、钻削轴向力、临界轴向力、临界进给量

所属期刊栏目：57

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金51675164

在线出版日期：2021-05-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：255-266