CFRP制孔過程中的軸向力分析及自適應控制器研究.pdf

1、碳纖維復合材料(CFRP)由于具有比強度高、比剛度大、耐腐蝕、耐高溫、疲勞性好及設計自由度高等優(yōu)點，是目前廣泛應用于航空航天的一種新型材料。由于碳纖維自身的弱點，再加之當前國內(nèi)制備水平的限制，導致碳纖維復合材料的制孔質(zhì)量和制孔效率成了制約復合材料發(fā)展的關(guān)鍵。
　　本文以碳纖維復合材料的制孔過程為研究對象，應用ABAQUS數(shù)值模擬研究了碳纖維復合材料制孔過程中產(chǎn)生撕裂、分層等缺陷的原因;并應用BP神經(jīng)網(wǎng)絡、自適應控制、MATLAB等

2、技術(shù)和理論，設計了針對這一特殊材料鉆削過程的神經(jīng)網(wǎng)絡自適應控制器。具體進行了以下工作:
　　1.通過查閱資料學習了解了目前碳纖維復合材料的研究現(xiàn)狀，所選用的碳纖維復合材料(HT3/5224)的性能，以及制孔缺陷產(chǎn)生的原因。通過分析得知，軸向力過大是碳纖維復合材料產(chǎn)生制孔缺陷的主要原因。
　　2.針對碳纖維復合材料制孔質(zhì)量差的問題，建立了麻花鉆鉆削碳纖維復合材料的有限元模型，應用ABAQUS軟件對制孔過程中不同工藝參數(shù)下的軸向

3、力進行了數(shù)值模擬分析。然后和相同加工條件下的鉆削實驗中的軸向力進行了對比，驗證了數(shù)值模擬結(jié)果的準確性。應用數(shù)值模擬的方法來預測碳纖維復合材料制孔過程中的軸向力可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉆削實驗，更方便地優(yōu)化鉆削參數(shù)，很大程度地降低實驗成本。
　　3.考慮到碳纖維復合材料制孔效率低下，以及軸向力過大是碳纖維復合材料產(chǎn)生制孔缺陷的主要原因，本文將近年來快速發(fā)展起來的神經(jīng)網(wǎng)絡和自適應控制技術(shù)應用到了碳纖維復合材料的制孔過程中，設計了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡