碳纖維復(fù)合材料(carbonfiberreinforcedplastic,CFRP)作為一種先進(jìn)的復(fù)合材料,以其優(yōu)異的輕質(zhì)高強(qiáng)性能和很好的耐疲勞、耐腐蝕、耐高溫、耐磨性,較高的比強(qiáng)度、比模量等特性,被廣泛應(yīng)用于航天、航空、軍事等高精尖技術(shù)領(lǐng)域.但由于CFRP的各相分布具有不連續(xù)性、不均一性及各向異性,采用傳統(tǒng)的加工方式加工時,切削行為本身包括了纖維斷裂、基體裂化、纖維和基體分離、松懈等復(fù)雜過程,且傳統(tǒng)加工方式在切削CFRP 時產(chǎn)生的熱效應(yīng)會導(dǎo)致CFRP微觀結(jié)構(gòu)破壞和性能降低,因此采用傳統(tǒng)的加工方式對CFRP進(jìn)行加工存在一定局限性.磨料水射流技術(shù)作為一種清潔高效的冷態(tài)切割技術(shù),具有多樣性、靈活性、高效性等優(yōu)點(diǎn),能有效地完成對CFRP的切削加工.同時,超高壓磨料水射流對材料的作用力較小且無熱效應(yīng),能有效地避免應(yīng)力應(yīng)變和材料性能的變化.在磨料水射流加工的過程中,射流壓力、射流噴嘴直徑、混合室長度和直徑、磨料種類、顆粒尺寸、磨料質(zhì)量流量、切割速度、切割角度等工藝參數(shù),均會影響到磨料水射流的切割效果和效率以及樣品的表面粗糙度.由于CFRP具有自身的特性,因此采用磨料水射流技術(shù)切割CFRP時呈現(xiàn)出的規(guī)律與切割傳統(tǒng)材料時呈現(xiàn)出的規(guī)律有較大差異.UNDE等通過實驗發(fā)現(xiàn),切割靶距和進(jìn)給速度對切割錐角有明顯的影響,而纖維夾角和射流壓力對切口表面粗糙度有明顯的影響.THONGKAEW 等采用磨料水射流技術(shù)對CFRP進(jìn)行鉆孔實驗,實驗結(jié)果表明,進(jìn)給速度和鉆孔直徑的增大會降低鉆孔的質(zhì)量,而射流壓力和磨料質(zhì)量流量對鉆孔質(zhì)量沒有明顯的影響.KUMARAN 等的實驗結(jié)果表明,切割速度和靶距越大,表面粗糙度越大;而射流壓力越大,切割表面的粗糙度則越小;且通過自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)(adaptiveneuroＧfuzzyinferencesysＧtem,ANFIS)預(yù)測得到的CFRP樣品表面粗糙度能很好地與實驗結(jié)果吻合.楊清文等研究了磨料濃度和磨料粒徑對沖蝕過程的影響.王建生等通過數(shù)值分析發(fā)現(xiàn),粗顆粒的切割效果要優(yōu)于細(xì)顆粒的切割效果.王偉研究了高壓磨料水射流切割CFRP 的機(jī)理和產(chǎn)生分層失效的原因,并分析了射流壓力、切割速度、靶距和磨料質(zhì)量流量等參數(shù)對切割質(zhì)量的影響.以上研究側(cè)重于過程參數(shù)對切割質(zhì)量的影響,其中射流壓力、切割速度和磨料質(zhì)量流量對CFRP的切割質(zhì)量和切割深度有明顯的影響.
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