碳纤维增强树脂基复合材料加工表面粗糙度对疲劳性能的影响

作     者：范文涛 陈燕 陈逸佳 谢松峰 FAN Wentao;CHEN Yan;CHEN Yijia;XIE Songfeng

作者机构：南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室南京210016 

出 版 物：《机械工程材料》 (Materials For Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第46卷第1期

页      面：91-96页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家科技重大专项项目(2017-VII-0015-0111) 南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金资助项目(kfjj20190507) 

主　　题：碳纤维增强树脂基复合材料 三维表面粗糙度S_(a) 磨削 铣削 疲劳寿命 刚度退化 

摘      要：采用磨削和铣削(顺铣、逆铣)加工工艺获得不同表面粗糙度S_(a)的碳纤维增强树脂基(CFRP)复合材料试样并进行拉-拉疲劳试验,基于刚度退化模型分析了加工表面粗糙度对疲劳性能的影响。结果表明:磨削、顺铣和逆铣试样的S_(a)分别为1.2,3.2,5.9μm;磨削试样0°纤维铺层表面纤维缺失,存在空隙,铣削试样在45°纤维铺层表面存在较多凹坑,其中顺铣试样凹坑更多且更深;磨削试样的疲劳寿命最高,逆铣试样次之,顺铣试样最低;随着S_(a)的增大,CFRP复合材料试样表面裂纹迅速萌生扩展,刚度退化初始阶段的退化速率升高,刚度退化I阶段更快结束,试样的疲劳寿命降低。