Regulating Cutting Speed-based Suppressing Strategy of Interfacial Defects in Orthogonal Cutting of CFRP/Ti Stacks
Year: 2025
Type: article
Abstract: 摘要： CFRP/Ti叠层是一种广泛应用于航空航天的高性能复合材料，其两相材料的切削变形行为对钻削制孔质量具有重要影响。在CFRP/Ti叠层的切削加工过程中，CFRP和Ti6Al4V之间显著的热力学性能差异极易形成CFRP-Ti界面缺陷，降低了制孔表面完整性，亟需研究其抑制方法。采用实验和有限元仿真方法研究了CFRP/Ti叠层切削加工中CFRP-Ti界面缺陷的形成机理，据此提出了一种在界面处调控切削速度来抑制界面缺陷形成的新型加工策略。首先，建立了符合真实微观结构特征的CFRP/Ti叠层切削的三维有限元仿真模型。其次，开展有限元仿真和实验揭示了两相材料的切削加工变形机理和CFRP-Ti界面缺陷形成机理。再次，分析了切削顺序和切削速度对CFRP-Ti界面的几何轮廓和缺陷形态的影响机制。最后，在CFRP-Ti界面处对CFRP和Ti6Al4V施加不同切削速度来改变其切削应力和应变分布，有效地控制了树脂基体和碳纤维的失效行为，从而降低了CFRP-Ti界面台阶和界面开裂，实现了CFRP-Ti界面缺陷的有效抑制。
Authors: HAN La, SHAO Kun, ZHAO Liang, ZHANG Junjie
Language: English
Subfield: Mechanical Engineering
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W4417484625