單向C-E復(fù)合材料鉆削溫度場(chǎng)研究.pdf

1、碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料（簡稱C/E復(fù)合材料）以其質(zhì)量輕、模量高、化學(xué)穩(wěn)定性好、比強(qiáng)度大等諸多優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注，其應(yīng)用范圍已從過去軍事領(lǐng)域的航空航天擴(kuò)展到如今的汽車制造、體育用品、電子產(chǎn)品等諸多民用領(lǐng)域。可是對(duì)于C/E復(fù)合材料的研究主要集中在其制備方面，而對(duì)于制備后的二次加工研究較少，特別是對(duì)于在現(xiàn)實(shí)C/E復(fù)合材料加工中大量存在的制孔加工，對(duì)其切削熱的研究工作不多。國內(nèi)由于復(fù)合材料的使用起步較晚，對(duì)于切削復(fù)合材料的熱問題研究就更少，因此有

2、必要展開對(duì)于C/E復(fù)合材料的鉆削溫度的研究。本論文的主要內(nèi)容分為以下幾部分:
　　(1)利用有限差分法建立了單向疊層C/E復(fù)合材料鉆削溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型。模型中首先對(duì)整個(gè)導(dǎo)熱方程中的參數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)一處理，進(jìn)而根據(jù)傳熱和傳質(zhì)基本原理中的能量守恒定律和傅利葉公式，在直角坐標(biāo)系上建立其三維、非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱偏微分方程。隨后對(duì)鉆削熱源進(jìn)行了詳細(xì)討論，研究了各個(gè)邊界條件及穩(wěn)定性條件。
　　(2)通過不同轉(zhuǎn)速下的鉆削試驗(yàn)來驗(yàn)證鉆削溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型的

3、正確性。分別測(cè)量3000r/min、5000r/min、7000r/min三種轉(zhuǎn)速下的鉆削出口處的溫度場(chǎng)分布和出口處三個(gè)不同位置的溫升變化曲線來和模擬仿真的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明所模擬計(jì)算的溫度值與試驗(yàn)所測(cè)溫度基本相符。試驗(yàn)過程中的測(cè)溫儀器為自制K型熱電偶和FLIR公司的紅外測(cè)溫儀。
　　(3)在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，利用所建數(shù)學(xué)模型分別模擬計(jì)算不同進(jìn)給速度下、不同的鉆削深度、不同的邊界條件以及不同復(fù)合材料等不同條件下的鉆削溫度場(chǎng)分布