碳纖維復(fù)合材料工件表面形貌的采樣與評(píng)定.pdf

1、碳纖維復(fù)合材料以其高的比強(qiáng)度、比模量，高的耐熱性、耐磨性等突出性能在航空航天領(lǐng)域被用于關(guān)鍵零部件的制造。由于結(jié)構(gòu)的各向異性及非均質(zhì)性，其加工后表面存在多種缺陷，微觀形貌復(fù)雜，采用三維測(cè)量才能準(zhǔn)確地獲取其表面信息，三維評(píng)定能更好地表征其表面質(zhì)量。為此，本文以實(shí)驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的方式，對(duì)碳纖維復(fù)合材料工件表面測(cè)量合適采樣條件的判定及對(duì)表面形貌的評(píng)定進(jìn)行了研究。 本文利用掃描電鏡觀察了碳/酚醛工件切削后的表面微觀形貌，對(duì)三維粗糙

2、度采樣時(shí)評(píng)定面積與采樣面積關(guān)系、采樣長度的選取、采樣間距等級(jí)系列的確定、采樣條件的波長與頻率特性等內(nèi)容進(jìn)行了分析。由于采樣條件的確定對(duì)表面微觀幾何形狀誤差評(píng)定的準(zhǔn)確性有重要影響，針對(duì)現(xiàn)實(shí)中用戶依據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)選擇采樣條件的不確定性，提出了一種基于二維功率頻譜分析，考慮奈奎斯特采樣定理與混疊效應(yīng)，采用歸一近似因子來判定合適采樣條件的方法。通過比較合適采樣與初始采樣及某個(gè)不合適采樣三者的粗糙度值，證明本文方法適用于碳纖維復(fù)合材料表面形貌測(cè)量，能

3、夠客觀并合理地判定合適采樣條件。鑒于工件表面的復(fù)雜性，進(jìn)行多區(qū)域測(cè)量，提出了合理測(cè)量碳纖維復(fù)合材料工件表面的方案。通過研究不同轉(zhuǎn)速切削后碳/酚醛工件表面的合適采樣條件，發(fā)現(xiàn)用某個(gè)統(tǒng)一的采樣間距來測(cè)量所有表面，并不合理。還用功率頻譜分析了碳/酚醛工件表面的頻率成分，進(jìn)而得到其表面形貌的概況。利用TalyMap軟件處理得到的三維粗糙度形貌圖觀察了表面形貌變化情況，通過對(duì)碳/碳工件表面的研究，確定了5個(gè)粗糙度參數(shù)來評(píng)定碳纖維復(fù)合材料工件表面，