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c/e复合材料螺旋铣孔切屑形状与切削温度研究

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北京航空航天大学学报 2017年第2期43卷 328-334页

作者：谢海龙董志刚康仁科杨国林许君郭东明大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116024

碳纤维增强环氧树脂基体(c/e)复合材料具有优异的性能,广泛用于制造飞行器结构件。在加工c/e复合材料连接孔过程中容易出现分层、撕裂等加工缺陷,而切削温度过高是导致加工缺陷的主要原因之一。螺旋铣孔作为新的制孔技术,加工c/e复合材... 详细信息

碳纤维增强环氧树脂基体(c/e)复合材料具有优异的性能,广泛用于制造飞行器结构件。在加工c/e复合材料连接孔过程中容易出现分层、撕裂等加工缺陷,而切削温度过高是导致加工缺陷的主要原因之一。螺旋铣孔作为新的制孔技术,加工c/e复合材料时表现出许多优于传统钻孔的特点,受到广泛关注。本文采用专用加工装备开展了c/e复合材料制孔试验,利用红外热像仪实时监测切削温度,分析了螺旋铣孔加工参数对切削温度的影响规律。根据螺旋铣孔运动学规律和切削原理,从未变形切屑形状特点入手分析了螺旋铣孔切削温度的来源和影响因素。研究结果可对深入理解螺旋铣孔加工机理、制定合理的螺旋铣孔加工工艺提供依据。

关键词：螺旋铣孔 c/e复合材料切削温度未变形切屑制孔

c/e复合材料声发射信号小波分析及人工神经网络模式识别

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宇航材料工艺 2001年第1期31卷 49-57页

作者：王健金周庚刘哲军航天材料及工艺研究所北京100076

以复合材料为对象 ,以宽频带传感器及线阵列方式对各类模式试样采集了波形及信号参数 ,比较波形、信号参数、频谱及小波谱的特征 ,筛选出六类 130 0个样本 ,采用多分辨小波变换提取了 5个特征向量 ,实现了特征空间的降维处理 ,采用B—P... 详细信息

以复合材料为对象 ,以宽频带传感器及线阵列方式对各类模式试样采集了波形及信号参数 ,比较波形、信号参数、频谱及小波谱的特征 ,筛选出六类 130 0个样本 ,采用多分辨小波变换提取了 5个特征向量 ,实现了特征空间的降维处理 ,采用B—P型反向传播神经网络构成了智能化模式分类器 ,研究了网络模型的学习效果和对与复合材料主要损伤机制有关的六类声发射信号的识别能力。试验结果表明 ,神经网络对六类信号的平均正确识别率达到 90 .4 %。最佳识别率为 97.2 %。该方法成功用于 90°、0°光滑和 0°缺口三种试样的破坏过程分析。

关键词： c/e复合材料小波分析人工神经网络模式识别声发射信号无损检测

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c/e复合材料网格缠绕结构一体化设计

宇航材料工艺 2010年第6期40卷 33-37页

作者：提亚峰张铎董波西北工业大学航天学院西安710072 航天材料及工艺研究所北京100076

根据多年的设计生产实践,总结了复合材料网格缠绕结构的优缺点。在发挥其优点的基础上,针对复合材料网格缠绕结构的缺点,提出了一体化设计设想,给出了一体化研制流程,并对流程中的各个环节进行了探讨。分析表明,对复合材料网格缠绕结构... 详细信息

根据多年的设计生产实践,总结了复合材料网格缠绕结构的优缺点。在发挥其优点的基础上,针对复合材料网格缠绕结构的缺点,提出了一体化设计设想,给出了一体化研制流程,并对流程中的各个环节进行了探讨。分析表明,对复合材料网格缠绕结构进行一体化设计可缩短研制周期,降低研制成本,从而可以使复合材料网格缠绕结构得到进一步推广使用。

关键词： c/e复合材料网格缠绕结构结构一体化设计 Structure composites Design 研制周期研制流程研制成本生产实践优缺点分析表总结基础环节

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c/e复合材料“以磨代钻”制孔工艺

宇航材料工艺 2010年第4期40卷 47-49页

作者：鲍永杰高航董波李兰柱大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116024 航天材料及工艺研究所北京100076

为了提高c/e复合材料构件制孔加工质量,以c/e复合材料为研究对象,提出"以磨代钻"制孔新工艺,并研制了电镀金刚石刀具。与传统硬质合金刀具钻孔工艺进行对比试验,结果表明:金刚石刀具钻削轴向力降低30%-50%、刀具耐用度提高3-5倍、缺陷... 详细信息

为了提高c/e复合材料构件制孔加工质量,以c/e复合材料为研究对象,提出"以磨代钻"制孔新工艺,并研制了电镀金刚石刀具。与传统硬质合金刀具钻孔工艺进行对比试验,结果表明:金刚石刀具钻削轴向力降低30%-50%、刀具耐用度提高3-5倍、缺陷显著减少,更适合c/e复合材料钻孔加工。

关键词： c/e复合材料 “以磨代钻”刀具钻孔缺陷轴向力

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c/e复合材料螺旋铣孔加工试验研究

C/E复合材料螺旋铣孔加工试验研究

作者：许君大连理工大学

学位级别：硕士

碳纤维/环氧树脂(carbon/epoxy,c/e)复合材料比重小、刚性好、强度高,同时具有良好的抗疲劳性能和耐腐蚀性能,因而被广泛应用于航空航天工业中,例如制作飞机机身、机翼、垂尾等。在飞机装配过程中,需要加工大量的连接孔。由于c/e复合材... 详细信息

碳纤维/环氧树脂(carbon/epoxy,c/e)复合材料比重小、刚性好、强度高,同时具有良好的抗疲劳性能和耐腐蚀性能,因而被广泛应用于航空航天工业中,例如制作飞机机身、机翼、垂尾等。在飞机装配过程中,需要加工大量的连接孔。由于c/e复合材料自身结构特点,在传统钻孔过程中,容易产生各种加工缺陷,从而影响材料的使用性能和寿命,此外还存在刀具磨损严重,制孔工艺繁琐,生产效率低等问题。螺旋铣孔是航空航天领域新出现的制孔技术,由于能够大幅减小复合材料制孔过程中的轴向切削力并降低切削区温度,从而有效提高加工质量和刀具寿命。本文主要针对c/e复合材料螺旋铣孔加工过程中的切削力和加工损伤进行了研究,主要内容如下:根据螺旋铣孔加工运动学原理,对刀具侧刃和端刃的未变形切屑形状进行了分析,从微元切削的角度建立了螺旋铣孔加工切削力模型并通过加工试验,对侧刃和端刃切削力系数进行了标定。考虑复合材料内部结构,分析了工件在加工过程中的受力变形以及引起的端刃切削层厚度变化情况;基于弹性地基梁模型,对端刃的轴向力模型进行了改进,并通过试验进行了系数标定。经试验验证,切削力模型能够较准确的对c/e复合材料螺旋铣孔加工过程中的径向、轴向切削力进行预测。研究了刀具几何参数对c/e复合材料螺旋铣孔加工损伤的影响规律。选用不同形状的平头型立铣刀和圆弧角型立铣刀进行c/e复合材料螺旋铣孔加工试验;通过光学显微镜对加工孔出入口损伤区域进行观测,选取适当的评价方法对毛刺、撕裂和分层损伤进行了评价和比较。结合螺旋铣孔加工运动学原理,分析了刀具形状对加工损伤的影响规律,并对刀具侧刃和端刃的磨损情况进行了分析。研究了刀具中心的运动速度,运动轨迹以及切削速度对c/e复合材料螺旋铣孔加工切削力和加工损伤的影响。分别改变加工过程中的进给速度、轴向每转切深和主轴转速,进行螺旋铣孔加工试验,对加工过程中的切削力进行了测量,分析了加工参数对切削力大小的影响。对出入口的毛刺、撕裂和分层损伤进行了测量和评价,结合切削力的大小分析了加工参数对孔出入口加工损伤的影响。

关键词： c/e复合材料螺旋铣孔加工切削力加工损伤

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c/e复合材料螺旋铣孔技术研究

C/E复合材料螺旋铣孔技术研究

作者：谢海龙大连理工大学

学位级别：硕士

碳纤维／环氧树脂(carbon/epoxy, c/e)复合材料具有优异的性能,广泛用于制造飞行器结构件。在加工c/e复合材料连接孔过程中容易出现分层、撕裂等加工缺陷,切削力过大、切削温度过高是导致加工缺陷的主要原因之一。螺旋铣孔作为航空制造... 详细信息

碳纤维／环氧树脂(carbon/epoxy, c/e)复合材料具有优异的性能,广泛用于制造飞行器结构件。在加工c/e复合材料连接孔过程中容易出现分层、撕裂等加工缺陷,切削力过大、切削温度过高是导致加工缺陷的主要原因之一。螺旋铣孔作为航空制造领域新的制孔技术,加工c/e复合材料时表现出许多优于传统钻孔方法的特点,受到广泛关注。本文针对c/e复合材料开展了螺旋铣孔切削力、切削温度等方面的研究。论文主要内容如下：螺旋铣孔切削力模型。基于螺旋铣孔运动学原理,分析了螺旋铣孔加工特点及未变形切屑形状。螺旋铣孔加工过程中刀具周刃和端刃同时参与切削,且二者切削形式不同,分别对刀具周刃和端刃进行了切削力建模。对比了不同切削力建模方法,结合螺旋铣孔的加工特点和c/e复合材料结构特性,基于机械铣削力模型和钻削力模型,建立了螺旋铣孔切削力模型。c/e复合材料螺旋铣孔切削力模型及分析。针对实验采用的刀具设计了切削力系数标定实验,采用铣槽的方案对周刃切削力系数进行了标定,采用钻孔的方案对端刃切削力系数进行了标定,获得了c/e复合材料螺旋铣孔切削力模型,并进行了实验验证。根据标定后的切削力模型,分析了不同加工参数下单个周刃的切削力变化规律。根据不同加工参数对周刃切削力在工件坐标系中分量的影响,从理论和实验的角度定性分析了周刃加工参数对孔径的影响规律。c/e复合材料螺旋铣孔出口温度研究。采用专用加工装备开展了c/e复合材料制孔试验,利用红外热像仪实时监测切削温度,分析了螺旋铣孔加工参数对切削温度的影响规律。根据螺旋铣孔运动学规律和切削原理,从未变形切屑形状特点入手分析了螺旋铣孔切削温度的来源和影响因素。研究结果可对深入理解螺旋铣孔加工机理、制定合理的螺旋铣孔加工工艺提供依据。

关键词： c/e复合材料螺旋铣孔切削力模型切削温度

在轴、外压联合作用下的c/e复合材料网格缠绕结构的开口补强设计

同方学位论文库评论

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宇航材料工艺 2010年第6期40卷 27-32页

作者：提亚峰张铎孙宏杰董波西北工业大学航天学院西安710072 航天材料及工艺研究所北京100076

在复合材料网格结构临界轴、外压计算公式的基础上计算了c/e复合材料网格缠绕结构的整体承载能力,以无开口结构为目标,给出了补强设计方案。本文的研究结果,为复合材料壁板开口处结构的补强设计提供了可行方案,解决了工程中的实际问题。

关键词：联合作用 c/e复合材料网格结构缠绕结构开口补强设计 external Pressure Axial Force Hole Structure 复合材料壁板实际问题设计方案可行方案计算公式承载能力目标临界结果基础

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c/e复合材料高速钻削温度测量研究

机械制造与自动化 2015年第2期44卷 201-202,214页

作者：蔡建国林正英福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108

采用嵌入式人工热电偶的方法对c/e复合材料高速硬质合金钻削刀具进行测温试验,并通过研究切削参数对其刀具后刀面温度的影响来验证该试验装置的可靠性。为了克服热电偶导线从旋转刀具引出的困难,先用线切割的方法在钻头的螺旋槽到第二... 详细信息

采用嵌入式人工热电偶的方法对c/e复合材料高速硬质合金钻削刀具进行测温试验,并通过研究切削参数对其刀具后刀面温度的影响来验证该试验装置的可靠性。为了克服热电偶导线从旋转刀具引出的困难,先用线切割的方法在钻头的螺旋槽到第二后刀面处割个通孔,热电偶埋在通孔中,并用导热胶粘附在钻头的第二后刀面上,避免了热电偶在钻削的过程被工件材料磨掉。全程干切削结果表明是可靠的。

关键词： c/e复合材料高速钻削温度测量热电偶

4种c/e复合材料NOL环试样拉伸试验过程的声发射特性

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无损检测 2018年第1期40卷 14-19,42页

作者：刘哲军张志超韩智恒葛丽伍颂程茶园林鑫航天材料及工艺研究所北京100076

通过对4种c/e(碳纤维环氧树脂)复合材料NOL(美国海军军械实验室)环试样拉伸断裂过程的声发射特性研究发现,材料强度、模量以及缠绕工艺均会对材料损伤过程的声发射计数、信号幅度、持续时间等特征值产生显著影响。在材料的声发射特性试... 详细信息

通过对4种c/e(碳纤维环氧树脂)复合材料NOL(美国海军军械实验室)环试样拉伸断裂过程的声发射特性研究发现,材料强度、模量以及缠绕工艺均会对材料损伤过程的声发射计数、信号幅度、持续时间等特征值产生显著影响。在材料的声发射特性试验中,准确得到材料损伤的特点和变化趋势是优化复合材料制造工艺、指导结构强度设计与检测的重要途径。

关键词： c/e复合材料 NOL环拉伸试验声发射