织物玻纤增强复合材料钻孔中的切屑、分层和毛刺形成机制

摘要整理

采用可控夹持力在钻孔进出口两侧支撑试样的新方法，研究了切削和支撑条件对推力、推出分层、剥离分层和毛刺因子的影响。通过一系列ASTM标准测试确定了织物玻纤增强复合材料(GFRP)的拉伸强度、面内剪切强度、I型和II型断裂韧性等性能参数，用于预测分层起始的临界推力(CTF)。采用经济高效的图像处理技术精确测量分层和毛刺面积。钻孔试验结果表明：支撑试样在钻孔(10 mm)/支撑孔(12 mm)公差范围内基本无毛刺产生，剥离分层不明显。使用支撑板时，推力相比无支撑条件增加约8.3%，而分层损伤减少约65.5%。分层主要由I型断裂韧性控制，其值比II型断裂韧性低41%。采用集中载荷模型预测的临界推力值略低于实测值，这反映了切削区域分层损伤的发生特征。研究结果为GFRP复合材料的高质量钻孔加工提供了理论指导。

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