钻削参数对碳纤维复合材料孔加工质量的影响

本研究通过单因素试验方法,开展钻削碳纤维复合材料的试验研究。采用KISTALER公司9265B型测力仪测钻削轴向力,并采用撕裂因子评价孔形貌质量,对钻削碳纤维复合材料的过程进行分析,研究不同钻削参数对钻削碳纤维复合材料的轴向力和孔加工质量的影响。试验结果表明:随着进给量的增大,轴向力逐渐增大,孔退钻口撕裂因子呈现先减小再增大的趋势,孔进钻口撕裂因子则呈现逐步小幅增大的趋势。随着转速的增大,轴向力逐步小幅减小,孔退钻口撕裂因子随之减小。并且,进给量对轴向力和孔加工质量的影响远大于转速对轴向力和孔加工质量的影响。在相同条件下,孔进钻口的毛刺、撕裂等缺陷明显少于退钻口的缺陷。     

碳纤维复合材料板热弯曲试验研究

为解决传统复合材料件成形效率低、制造成本高等问题,提出一种采用加热模具对复合材料板直接进行热冲压的复合材料成形新方法。该方法使用局部加热模具将复合材料板中需发生变形的区域进行局部加热,并借助复合材料加热到一定温度下软化的特点,使其随模具的运动逐步成形,并在模具作用下固化。对复合材料板V形件的热弯曲成形进行了试验研究,分析了成形温度、加载速度和开模温度对成形后工件精度的影响规律。试验结果表明：碳纤维复合材料板热弯曲性能良好,成形力小;通过测量试件室温回复角度发现,复合材料的热弯曲成形回复角度随着成形温度的降低而增大,随着开模温度的降低而减小。     

铝蜂窝叠层板锯切刀具机构模型改进分析

分析铝蜂窝叠层板锯切加工过程中人刀处和出刀处的切削振动而造成加工工件尺寸精度下降的问题,提出一种改进的刀具机构模型,并经过工程分析使之能用于实际加工.采用对圆锯片进行数学建模,利用圆形薄板小扰度振动理论推出影响切削振动的问题在于锯片内外圆半径的比值,并通过matlab进行仿真分析其变化趋势.通过在铝蜂窝叠板切割机上的加...     

镁铝叠层板的热轧成形及热冲压成形性能研究

镁铝叠层板密度低、表面耐蚀性好,是一种新型板材。应用热轧法将5052铝合金板坯和AZ31镁合金板坯叠层组料加热、轧制成形出镁铝叠层板;采用单向拉伸试验测定力学性能,优选了轧后热处理工艺;通过热成形极限实验对镁铝叠层板进行热冲压成形性能测定;运用回归分析法得到了镁铝叠层板的成形极限散点图、曲线型成形极限图和条带型成形极限图。结果表明,轧后经200℃×60min的退火处理能明显提高其塑性,获得良好的综合性能。200℃下镁铝叠层板冲压成形性能与镁合金板材相当。     

Super-Ni叠层复合材料与钛合金过渡液相扩散焊界面组织特征

以铜箔为中间层,对Super-Ni叠层复合材料与Ti-6Al-4V钛合金进行过渡液相扩散焊.通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、显微硬度测试对接头的界面组织及性能进行分析.结果表明,铜箔中间层阻止了钛与镍的扩散接触,防止了Ti-Ni脆性金属间化合物的生成.扩散焊接头由Super-Ni侧扩散层、中间反应层、钛侧扩散层三个特征界面层组成.界面处Ni,Al原子扩散缓慢,Cu,Ti原子充分扩散反应,在中间反应层与钛侧扩散层之间形成由TiCu相组成的锯齿状界面,在钛侧扩散层生成细小的Ti_2Cu相,接头过渡区显微硬度最高达600 HV0.5.     

TC4钛合金锥形件叠层超塑成形工艺研究

为了提高锥形件超塑成形效率,提出了叠层超塑成形工艺及高温进出炉成形方案,并采用正反向超塑成形方法以提高壁厚分布均匀性。通过对超塑成形过程自由胀形阶段与贴模成形阶段进行的力学解析,得到了最佳等效应变速率条件下的气压加载曲线。以此为基础,对单层正向成形、单层正反向成形及双层正反向成形进行了920℃超塑成形实验研究。结果表明,正反向成形可显著改善锥形件壁厚均匀性。在双层正反向成形条件下,锥形件最大截面圆度为0.05 mm,最小壁厚为1.01 mm,型面尺寸及壁厚分布均满足使用要求,下层零件的壁厚均匀性较差。叠层超塑成形工艺及900℃装出炉方案可行有效,可使锥形件超塑成形效率提高1倍以上。     

镁/铝合金双金属叠层板的拉深性能

镁/铝合金双金属叠层板兼具镁合金与铝合金两种金属材料的优势,可用于生产同时具有良好耐腐蚀性、轻量化及减震性的产品。而钣金件的生产通常都包括拉深成形,因此首先采用DYNAFORM软件模拟镁/铝双金属叠层板的拉深过程,模拟结果表明,镁板与拉深凸模接触时,镁/铝双金属叠层板的拉深性能较好。利用自制的温热拉深模具对不同厚度AZ31镁合金/1060铝合金双金属叠层板在100~270℃温度范围内进行拉深实验,研究板坯厚度、成形温度等因素对镁/铝双金属叠层板拉深性能的影响,并分析拉深后得到的筒形件的壁厚分布。结果表明,拉深过程中的最大拉深力随着叠层板板厚的增加、板坯成形温度的降低而增大;双金属叠层板拉裂的危险区域与单金属板拉深一样出现在凸模圆角处。与镁合金、铝合金单层板拉深相比,镁/铝双金属叠层板拉深使筒形件的凸耳减小。     

双工位阻焊式金属叠层实体制造工艺研究

针对传统叠层实体制造(LOM)其产品机械性能不高的现状,提出了双工位阻焊式金属叠层实体制造工艺,并详细研究了该工艺的工艺流程及其工艺参数.通过实验对不同的工艺参数组合进行调试和分析比较,获取一组较为合理的参数值.利用该成形工艺制作出来的模具模芯成功地进行注塑成型,验证了双工位阻焊式金属叠层实体制造的可行性和优越性.     

爆炸复合Al/Mg/Al叠层板轧制过程数值模拟研究

采用有限元法研究了爆炸复合制备Al/Mg/A1叠层板的轧制过程.结果表明:280℃时AZ31、7A52两种合金流变应力接近,具有较好的塑性,有利于叠层板轧制的均匀变形;咬入后开始阶段应变主要集中在铝合金板上,而镁合金板只有少数部位出现应变;随时间延长,铝合金板与镁合金板均发生了较为均匀的变形,有利于整体形变强化;随压下率的增加,铝合金板和镁合金板各点最大应变、最大应力、轧制力、咬入时间均增加,确立了压下率与最大轧制力、压下率与咬入时间的关系.     

圆筒形木模筒子板斜面切削工艺改进

对比了传统切削工艺与通用切削工艺在圆筒形木模制作中的优点和不足.介绍一种操作简便,快速成形筒子板斜度的工艺方法及筒子板斜面切削工装.这种工艺不仅能阻止方料的变形,而且使切削后筒子板厚度均匀,胶结钉接方便,节约木材.经生产验证,采用这种工艺制作圆筒体木模,不仅有效提高了生产效率,减轻了工人劳动强度,而且操作方便、安全     

烧结金刚石钻头加工Kevlar纤维增强复合材料的试验研究

以正交铺设的Kevlar层合板为对象,采用烧结金刚石钻头对其孔加工进行试验研究.针对Kevlar复合材料的各种加工缺陷,设计了预压应力工艺装置,在此工艺条件下,可以采用水进行冷却,其加工质量良好.通过试验分析了钻头参数及加工工艺参数对加工效率的影响,为烧结金刚石钻头在该加工领域的应用提供了参考.研究成果为Kevlar复合材料的孔加工技术提供了一种新的方法.     

炭纤维增强镁基复合材料的制备

对炭纤维进行了表面化学镀镍处理并通过扫描电镜(SEM)评价了炭纤维化镀层。利用粉末冶金热挤压方法制备了短切炭纤维增强镁合金复合材料并通过超景深金相显微镜观察了纤维在复合材料中的分布。研究了材料中炭纤维含量为0～4%时对复合材料的影响。结果表明,镀镍炭纤维在复合体中均匀分散,炭纤维质量分数为4.0%的镁预制体采用压制压力为420MPa,烧结温度为550℃,保温0.5h后在480℃用280MPa的压力进行热挤压得到的复合材料力学性能较佳。     

液氮冷却对碳纤维复合材料钻削表面完整性的影响

目的 研究液氮冷却与钻削工艺对碳纤维复合材料钻削质量的影响。方法 采用YG10X硬质合金钻头开展碳纤维平纹织物/环氧树脂层压复合材料（T300）的液氮低温钻削与常温干式钻削的对比试验研究。分析液氮低温作用下不同钻削参数时的声发射信号有效电压值（Root-Mean-Square of Acoustic Emission Signals,AE-RMS）,并结合孔的加工质量与声发射信号进行有效的识别。结果 与常温干式钻削相比,液氮低温钻削的AE-RMS在钻削阶段平均值增大,且信号相对平稳,在钻出阶段末尾处减小,且无明显突变,孔出口分层因子和出口毛刺减小。在vf=30 mm/min时,孔出口分层因子降低了9.2%,孔壁表面质量提高。结论 与常温干式钻削相比,液氮低温钻削在钻削阶段中,AE-RMS增大,但其波动幅度减小,孔出口毛刺、撕裂等缺陷减少。通过SEM观察,液氮低温钻削下的纤维断口明显减少,树脂涂覆表面整洁平滑,横向纤维与树脂界面有较好的结合性,没有大面积纤维树脂剥离,孔壁表面质量提高。     

碳纤维增强树脂基复合材料层压板冲击损伤模式的试验研究

针对两种典型的碳纤维增强树脂基复合材料（T300/5405和T700/5428）层压板进行不同能量水平的落锤冲击试验,通过对冲击后试样的外部损伤形态、内部损伤情况等的检测以及纤维/树脂微观界面剪切强度的检测,讨论了两种碳纤维复合材料层压板的冲击损伤模式。试验结果表明,当冲击载荷达到一定程度时：在T300/5405体系中,由于T300纤维拉伸强度相对较低,纤维所受作用率先达到破坏载荷,因而冲击损伤表现出以穿透性为主的破坏特征;在T700/5428体系中,由于T700纤维拉伸强度较高,尽管其微观界面剪切强度略高,但是由于冲击载荷未使纤维达到破坏载荷时已使T700/5428界面率先遭到破坏,因此表现出以分层为主的破坏特征。     

Fabrication of Short Carbon Fiber Reinforced AZ91D Alloy by Infiltration-Extrusion Integrated Technique

Short carbon fiber reinforced AZ91D alloy (Csf/AZ91D) was fabricated by the infiltration-extrusion method. The short carbon fiber preform was infiltrated with melted AZ91D alloy under the assistant of gas pressure. The extrusion processing was applied following the infiltration processing directly. The tensile property and microstructure of the Csf/AZ91D and that of the die-casting and extruded AZ91D alloy was compared. The results show that the short carbon fiber reinforced AZ91D alloy present excellent te...     

涂层碳纤维增强镁基复合材料

通过溶胶-凝胶法，采用含有机添加剂的正硅酸乙酯醇溶液，经二次水解、缩聚、干燥和烧结在碳纤维表面形成均匀SiO2涂层。该涂层改善了碳纤维与镁合金基体的润湿性，实现了低压液相浸渗制备C／Mg复合材料，并提高了复合材料的阻尼性能。     

碳纤维含量对碳纤维增强PE复合材料力学性能的影响

以短切碳纤维为增强体,以聚乙烯树脂为基体,运用螺杆注射成型的方法制备碳纤维增强热塑性复合材料.研究了碳纤维含量对复合材料硬度、拉伸、疲劳等性能的影响.结果表明,随着碳纤维含量的增加,复合材料的维氏硬度呈S形增加,拉伸强度、弹性模量、条件疲劳极限值都有提高;当碳纤维含量为4.021％时,相对纯聚乙烯,硬度、拉伸强度、弹性模量、条件疲劳极限值分别增加了35.489％、18.421％、208.024％、213.240％     

钛纤维增强镁锡合金的研究

研究了稀土元素La对浸渗制备的钛纤维增强镁锡合金质量的影响。结果表明,钛纤维增强镁锡合金的力学性能随钛纤维含量的增加而增加。而增加的程度与稀土元素La的含量有关,当稀土含量达到0.2%(质量分数)后,钛纤维增强镁锡合金的效果得到明显提高。     

碳纤维增强PMMA-PMA基复合材料的制备

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸甲酯(MA)为起始原料,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,聚丙烯腈基碳纤维为增强相,采用悬浮聚合的方法,制备了碳纤维增强PMMA-PMA基复合材料.分别研究了单体配比、引发剂用量和纤维质量分数对复合材料性能的影响.采用万能材料试验机和扫描电子显微镜分别对复合材料的抗折强度和断面的微观形貌等进行了测试和表征.结果表明,当MMA/MA=9:1时复合材料抗折强度达到极大值,随着引发剂BPO用量的增加,复合材料的抗折强度呈现先增大后减小的趋势,随碳纤维含量增加,复合材料的断裂面由平整向多层断裂变化,材料的韧性有所提高.     

基于细观力学有限元法的碳纤维增强铝合金复合材料横向拉伸行为研究

针对真空压力浸渗制备的碳纤维增强铝合金复合材料（CF/Al复合材料）,分别采用延性损伤本构和内聚力界面本构定义基体合金和界面的损伤演化与失效行为。建立其细观力学单胞有限元模型,数值模拟获得了复合材料横向拉伸变形中基体合金和界面的细观损伤演化和失效过程,通过复合材料横向拉伸应力-应变试验曲线与数值模拟曲线对比,验证所建立细观力学有限元模型的可靠性。结合力学试验和拉伸断口分析,探索CF/Al复合材料横向拉伸变形时断裂力学行为规律及其失效机理。