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机械设计与制造2024年第08期:C/SiC复合材料单颗磨粒切削有限元仿真及磨削实验分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:都金光;耿淼;刘宝林;刘琨;

单位:郑州轻工业大学河南省机械装备智能制造重点实验室;河南航天液压气动技术有限公司;

摘要:为了探究C/SiC复合材料的去除机制,建立了三维C/SiC复合材料单颗磨粒微观切削有限元模型。借助Abaqus有限元分析软件,使用Brittle cCracking模型、Johnson-Holmquist 2模型和内聚力模型分别被用来模拟碳纤维,SiC陶瓷及界面层的材料属性,并以此建立三相微观切削模型来分析不同切削速度和切削深度下的材料加工变形规律和切削力变化趋势。同时参考C/SiC复合材料锥形电镀金刚石工具加工表面形貌实验进行辅助分析。结果表明:C/SiC复合材料的切削过程主要表现为碳纤维的脆性去除;随着切削速度的增加,界面层的破坏程度减少且切削力降低;随着切削深度增加,切削力增加且界面层损伤程度增大。这些结果为进一步了解碳纤维复合材料切削时的材料去除机理提供了一定的借鉴意义。

关键词:C/SiC复合材料;;有限元仿真;;材料去除;;切削力

基金资助:国家自然科学基金—河南联合基金(U2004169);; 河南省科技攻关项目(202102210275);; 河南省高等学校青年骨干教师培养计划(2020GGJS129);; 河南省青年人才托举工程项目(2019HYTP034)