穿孔和钻孔工艺对老化碳纤维和芳纶纤维增强复合材料毛刺形成和分层的影响

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纤维增强复合材料（FRP）在加工过程中存在两个主要问题需要解决：一是加工边缘的分层和毛刺形成，二是老化导致的力学性能劣化。本研究采用真空注入工艺制造碳纤维增强复合材料（CFRP）和芳纶纤维增强复合材料（AFRP）复合材料，并在自然环境条件下老化2年。穿孔试验采用三种不同间隙（板厚的1%、5%和10%）和4 m/s的穿孔速度进行，常规钻孔试验的进给速度为0.2 m/min。穿孔和钻孔工艺间的最大分层因子差异分别为CFRP的7.3%和AFRP的13.9%。AFRP和CFRP复合材料的最大毛刺量分别在穿孔工艺中于10%间隙处达到91.5%和39%，在钻孔工艺中分别达到123%和32.1%。与钻孔相比，穿孔工艺产生的毛刺量较少（CFRP在10%间隙情况下除外），且孔的加工精度更高。研究表明，当采用不超过板厚5%的较小间隙时，穿孔工艺的效果显著改善。

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