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基于响应曲面法的碳纤维增强复合材料螺旋铣孔轴向切削力预测

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机械工程材料 2015年第7期39卷 108-112页

作者：赵庆秦旭达张心沛李永行吉春辉天津大学机械工程学院机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300072

基于二阶响应曲面法建立了碳纤维增强复合材料螺旋铣孔过程中轴向切削力的预测模型,运用方差分析、相关系数等手段验证了模型的准确性以及各输入参数的显著性,并研究了切削参数对轴向切削力的影响规律。结果表明:预测模型回归显著,置信... 详细信息

基于二阶响应曲面法建立了碳纤维增强复合材料螺旋铣孔过程中轴向切削力的预测模型,运用方差分析、相关系数等手段验证了模型的准确性以及各输入参数的显著性,并研究了切削参数对轴向切削力的影响规律。结果表明:预测模型回归显著,置信度高,预测精度较高;主轴转速和螺距对轴向切削力的影响较为显著;轴向力随螺距和切向每齿进给量的增大而增大,随主轴转速的增大而先增大后减小。

关键词：碳纤维增强复合材料螺旋铣孔响应曲面法轴向切削力

不同排屑条件对叠层构件螺旋铣孔质量及刀具磨损的影响

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机械工程与技术 2017年第2期6卷 140-150页

作者：李士鹏武卫洲刘亚军秦旭达天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津

现代飞机装配过程中,有大量碳纤维增强复合材料/钛合金(CFRP/Ti)叠层构件的制孔需求,复合材料及钛合金的难加工性使得叠层构件制孔成为影响飞机装配周期和装配质量的重要因素。螺旋铣孔技术因其较小的轴向力、较好的散热性和排屑性得到... 详细信息

现代飞机装配过程中,有大量碳纤维增强复合材料/钛合金(CFRP/Ti)叠层构件的制孔需求,复合材料及钛合金的难加工性使得叠层构件制孔成为影响飞机装配周期和装配质量的重要因素。螺旋铣孔技术因其较小的轴向力、较好的散热性和排屑性得到广泛关注。但基于孔加工过程封闭的切削环境,螺旋铣孔还是无法避免加工过程孔内残留切屑问题。针对以上问题,本文通过竖直螺旋铣孔实验,对比研究了自然排屑和使用集屑装置时孔壁粗糙度、孔径精度、孔出入口缺陷以及刀具磨损等。结果显示,集屑装置可避免切屑在孔口的堆积,进而减少向孔内返屑现象,从而有效降低因碳纤维和钛合金切屑导致的刀具磨损,提高孔径精度,减少孔出口缺陷。

关键词：螺旋铣孔排屑 CFRP 钛合金制孔质量

CFRP/钛合金叠层构件钻孔刀具制孔质量对比研究

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机械科学与技术 2017年第11期36卷 1641-1645页

作者：于书宇秦旭达李士鹏吴强刘振旺张笑宇天津大学机械工程学院天津300072 肯纳金属(美国)有限公司宾夕法尼亚15650

钛合金与碳纤维增强复合材料(Carbon-fiber reinforced plastics,CFRP)均广泛应用于航空航天领域。钛合金/复合材料构成的叠层构件对钻孔刀具提出了更高的要求。试验采用两种不同"变顶角"结构的钻头进行了钛合金/CFRP叠层构件钻孔实验... 详细信息

钛合金与碳纤维增强复合材料(Carbon-fiber reinforced plastics,CFRP)均广泛应用于航空航天领域。钛合金/复合材料构成的叠层构件对钻孔刀具提出了更高的要求。试验采用两种不同"变顶角"结构的钻头进行了钛合金/CFRP叠层构件钻孔实验。并对比分析了两种刀具加工孔的表面质量和切削力。结果发现:顶角由小变大的钻头轴向力较大,出口质量较差,但转矩小,孔径精度高,孔壁质量好;而顶角由大变小的钻头转矩较大,孔壁质量较差,但轴向力小,能有效抑制出口毛刺和撕裂,减小CFRP层孔的圆柱度误差。因而在加工以复合材料为出口的叠层构件时,顶角由大变小的钻头更具有优势。

关键词：钛合金复合材料钻头结构孔表面质量钻孔

CFRP纤维方向对切削过程影响规律的仿真研究

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机械科学与技术 2016年第3期35卷 472-476页

作者：秦旭达李永行王斌吉春辉郭春英王环辛宏光天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300072 中航沈飞民用飞机有限责任公司沈阳110000

碳纤维增强复合材料是一种典型弹脆性材料,其纤维铺层方向与材料加工性能、破坏机理和切削质量有着密切的关系。针对复合材料各向异性的特点,利用Abaqus/Explicit有限元仿真软件,基于Hashin失效准则,建立碳纤维复合材料单向纤维铺层二... 详细信息

碳纤维增强复合材料是一种典型弹脆性材料,其纤维铺层方向与材料加工性能、破坏机理和切削质量有着密切的关系。针对复合材料各向异性的特点,利用Abaqus/Explicit有限元仿真软件,基于Hashin失效准则,建立碳纤维复合材料单向纤维铺层二维正交切削宏观模型。研究不同铺层方向条件下纤维和基体的破坏机理,开展复合材料平面铣削试验,并将试验加工得到的铣削表面与仿真结果进行了比较,验证了模型的合理性。

关键词：碳纤维复合材料正交切削有限元模拟 ABAQUS

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机械设备智能诊断系统

精密制造与自动化 2003年第B9期 79-81页

作者：王太勇陈珊王国锋秦旭达天津大学机械工程学院 300072

本文对机械设备智能诊断系统进行了深入的研究,建立了机械设备故障诊断与状态预测的软硬件框架,并对设备智能诊断和状态预测的方法和技术进行了详细的说明,在此基础上开发了机械设备智能诊断系统。

关键词：智能诊断预测维修机械设备故障诊断状态预测

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钛合金大直径孔螺旋铣削工艺优化研究

工具技术 2017年第5期51卷 58-62页

作者：康晓峰张笑宇李士鹏刘亚军秦旭达沈阳飞机工业(集团)有限公司天津大学

本文基于螺旋铣孔技术,采用正交试验和极差值分析方法,在钛合金上进行了19.05mm直径孔的螺旋铣削试验。分析了不同切削参数对轴向切削力、钛合金孔径、粗糙度等的影响,以此为指标优化出最佳工艺参数。在此基础上研究了最佳参数下切削力... 详细信息

本文基于螺旋铣孔技术,采用正交试验和极差值分析方法,在钛合金上进行了19.05mm直径孔的螺旋铣削试验。分析了不同切削参数对轴向切削力、钛合金孔径、粗糙度等的影响,以此为指标优化出最佳工艺参数。在此基础上研究了最佳参数下切削力、加工质量和刀具磨损随加工孔数的变化,发现在大直径孔加工中,螺旋铣孔技术可有效改善加工质量、提高加工效率。

关键词：螺旋铣孔极差值分析法工艺优化

钛合金插铣过程温度场的数学建模与有限元分析

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数学的实践与认识 2017年第11期47卷 142-149页

作者：颜伟霞秦旭达何云聂廷芳邵泽军张欣燕京理工学院机电工程学院河北三河065201 天津大学机电工程学院天津300072 北京联合大学基础部北京100101

从金属切削理论出发分析了钛合金插铣过程的切削热产生机理,推导出工件的热传导方程式,并在此基础上建立钛合金插铣的数学模型,应用Galerkin有限元方法对工件的热传导方程进行推导计算,随后利用Matlab进行数值模拟,最终得到工件稳定后... 详细信息

从金属切削理论出发分析了钛合金插铣过程的切削热产生机理,推导出工件的热传导方程式,并在此基础上建立钛合金插铣的数学模型,应用Galerkin有限元方法对工件的热传导方程进行推导计算,随后利用Matlab进行数值模拟,最终得到工件稳定后温度分布图.通过数值计算结果与实验结果对比,验证了有限元模型具有可靠和高精度优点.对钛合金插铣过程加工参数的优化和刀具的设计提供了重要参考依据.

关键词：有限元方法钛合金插铣温度分布