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基于短纤维增韧的复合材料制孔毛刺和分层抑制研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB332[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室,大连116024, [2]北京航空材料研究院,北京100095
  • 相关基金:国家自然科学基金(11102032)、国家重点基础研究发展计划(973计划2014CB046503)和创新研究群体科学基金(51321004)资助项目.
中文摘要:

由于复合材料的各向异性、树脂导热性差和层间韧性低,在二次机械加工特别是钻削制孔过程中,复合材料易产生毛刺、分层等缺陷和损伤,将短纤维层间增韧方法用于钻削损伤的抑制研究。制备低密度芳纶短纤维薄膜,采用低压接触成型工艺制备了含短纤维增韧与未增韧的复合材料层合板,进而在加工试验台上进行钻削试验。通过对试件加工孔的红外无损检测和显微观测,研究转速和短纤维增韧对复合材料制孔损伤的影响,结果表明提高转速和短纤维界面增韧可改善制孔质量。基于短纤维与基体间相互作用,揭示其增韧机理是由于短纤维在层间形成的丰富桥联抑制了分层扩展,同时短纤维与层间树脂复杂的破坏机制而产生额外的能量耗散,并讨论短纤维参数对增韧效果的影响。该方法为复合材料高质量加工提供借鉴意义。

英文摘要:

The mechanical property of composites presents anisotropy, the low thermal conductivity of resin, and low interlaminar toughness. So the process of secondary machining composites could lead to defects like burrs and delamination, especially in drilling. The chopped fibers reinforcement technology is employed to prevent the delamination of composites in drilling process. Aramid fibers are selected to manufacture low-density thin film. The composite laminates with and without chopped fibers reinforcement are manufactured by low pressure contact forming process. And the experiments are also performed to investigate the machining surface quality. The preventing effects of increasing spindle speed and chopped fibers on the defects of composites in drilling are validated by infrared nondestructive testing and microscope observation. The reinforced mechanism is the extra energy dissipation caused by the complex failure process between chopped fibers and matrix. The influence of chopped fiber parameters on the energy dissipation is also discussed. The study on interfacial reinforcement of composite laminates is a worth project for high quality drilling.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603