纳米粒子增强聚合物基复合材料钻孔诱发分层评估

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随着聚合物基复合材料在多领域结构应用中的广泛应用，其可加工性研究日益深入。钻孔是实现复合材料结构集成和提高加工精度的关键工艺。钻孔诱发的分层缺陷会降低材料强度，分层主要发生在孔口和孔出口处，其中出口处分层最为严重。纳米填料对增强塑料钻孔分层的影响研究相对缺乏。本文探索了蒙脱石纳米黏土和氨基官能化石墨烯通过增韧环氧树脂基体来减少钻孔分层的应用潜力。实验采用Taguchi L16正交设计方法，利用Matlab和Image J图像处理技术分析分层因子和圆度比，采用方差分析(ANOVA)评估各工艺参数及其交互作用对分层因子的影响，并计算信噪比。建立了分层的数学模型。结果表明，与基体复合材料相比，纳米黏土和石墨烯增强的增韧聚合物基复合材料的分层因子显著降低，同时推力和比切削能量减小，圆度比提高。研究表明纳米粒子增强复合材料在提高钻孔质量方面具有显著优势。

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