目录
总序
前言
第1章 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)概述 1
1.1 引言 1
1.2 CFRP的发展历程 3
1.3 CFRP的工程应用 5
1.3.1 航空航天领域 5
1.3.2 海洋工程领域 7
1.3.3 陆地交通运输领域 8
1.3.4 能源及其他领域 8
1.4 CFRP的成型 9
1.4.1 CFRP的成型原料 10
1.4.2 CFRP的成型方法 11
1.5 CFRP的加工 13
1.5.1 CFRP的加工要求 14
1.5.2 CFRP的加工方法 15
1.5.3 CFRP切削加工的挑战 17
1.6 本章小结 22
参考文献 22
第2章 CFRP的切削基础理论 26
2.1 细观尺度CFRP的切削模型 27
2.1.1 虑及多向约束的单纤维切削模型 27
2.1.2 纤维切削断裂的判定 32
2.1.3 细观尺度上切削CFRP的纤维变形 34
2.2 宏观尺度CFRP的成屑行为和切削力模型 35
2.2.1 宏观尺度CFRP的成屑行为 35
2.2.2 CFRP直角切削的切削力模型 40
2.3 虑及切削温度的CFRP切削模型的建立 43
2.3.1 CFRP切削温度场分布模型 43
2.3.2 虑及切削温度的切削模型 49
2.4 本章小结 50
参考文献 50
第3章 切削加工CFRP的有限元数值模拟 52
3.1 细观尺度直角切削CFRP的有限元数值模拟 53
3.1.1 CFRP组成相的本构模型 53
3.1.2 细观尺度直角切削CFRP的有限元数值模拟过程 58
3.1.3 细观尺度直角切削CFRP的材料去除分析 60
3.2 宏观尺度直角切削CFRP的有限元数值模拟 65
3.2.1 宏观尺度CFRP的本构模型 65
3.2.2 宏观尺度直角切削CFRP的有限元数值模拟过程 69
3.2.3 宏观尺度直角切削CFRP的面下损伤分析 74
3.3 钻削和铣削CFRP的有限元数值模拟 78
3.3.1 钻削CFRP的有限元数值模拟过程及分析 78
3.3.2 铣削CFRP的有限元数值模拟过程及分析 82
3.4 本章小结 84
参考文献 84
第4章 CFRP切削加工损伤抑制原理和加工工具 88
4.1 CFRP切削加工损伤抑制原理 89
4.1.1 “微元去除”CFRP切削加工损伤抑制原理 91
4.1.2 “反向剪切”CFRP切削加工损伤抑制原理 96
4.2 CFRP钻削制孔刀具 101
4.2.1 传统钻削刀具几何特征对CFRP制孔损伤的影响 102
4.2.2 具有“反向剪切”功能的钻削刀具微齿结构 114
4.2.3 具有“反向剪切”功能的微齿钻削刀具及制孔效果 118
4.2.4 系列化微齿钻削刀具 126
4.3 CFRP铣削刀具 129
4.3.1 CFRP铣削刀具的基本结构 129
4.3.2 具有“微元去除”和“反向剪切”功能的左、右螺旋刃微齿铣刀 131
4.3.3 左、右螺旋刃微齿结构的优化设计及切削加工效果 135
4.3.4 系列化左、右螺旋刃微齿铣刀 139
4.4 本章小结 141
参考文献 141
第5章 切削CFRP的刀具磨损 143
5.1 切削CFRP时刀具磨损的成因 143
5.2 切削CFRP时刀具磨损的形态及程度表征 144
5.2.1 刀具磨损形态 144
5.2.2 刀具磨损程度表征 146
5.3 切削CFRP时刀具磨损的规律 148
5.4 切削CFRP时刀具磨损的抑制方法 152
5.4.1 局部润滑冷却抑制刀具磨损 153
5.4.2 涂层抑制刀具磨损 156
5.5 本章小结 159
参考文献 159
第6章 CFRP低损伤切削加工工艺 161
6.1 CFRP低损伤钻削工艺 162
6.1.1 基于工艺参数优化的低损伤钻削工艺 162
6.1.2 强化出口侧支撑的低损伤钻削工艺 164
6.1.3 降低切削区温度的低损伤钻削工艺 165
6.1.4 振动辅助式低损伤钻削工艺 168
6.1.5 逆向冷却低损伤钻削工艺 169
6.2 CFRP低损伤铣削工艺 173
6.2.1 铣削工艺参数对CFRP去除过程的影响 173
6.2.2 铣削材料去除过程对铣削损伤形成的影响 180
6.2.3 铣削工艺参数对铣削损伤形成的影响 182
6.2.4 CFRP低损伤铣削工艺参数的优选方法 185
6.3 本章小结 188
参考文献 188
第7章 CFRP与金属叠层结构的一体化钻削 190
7.1 叠层结构一体化钻削轴向力的计算方法 191
7.2 叠层结构一体化钻削界面温度场的计算方法 199
7.3 不同温度下叠层结构钻削损伤形成的临界条件 203
7.3.1 金属/CFRP叠层一体化钻削 203
7.3.2 CFRP/金属叠层一体化钻削 206
7.4 叠层结构一体化钻削损伤抑制方法 208
7.4.1 多阶梯多刃带式低损伤钻削刀具结构 208
7.4.2 竖刃断屑式低损伤钻削刀具结构 216
7.5 本章小结 221
参考文献 222
关键词索引 224
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