基于ABAQUS的芳綸紙蜂窩直刃刀超聲切削過程有限元模擬研究.pdf

1、NOMEX蜂窩復(fù)合材料由于其優(yōu)良特性，在航天航空、船舶、汽車等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。NOMEX蜂窩復(fù)合材料是一種多孔固體結(jié)構(gòu)的纖維復(fù)合材料，具各向異性的特點。蜂窩芯材料制作完成后，為了滿足裝配、連接等要求，大多數(shù)情況下需要進行切削加工，但復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特殊，切削加工存在一定的難題。利用傳統(tǒng)的加工方式加工蜂窩復(fù)合材料時，容易導(dǎo)致基體開裂、壓塌、毛刺、外形缺陷等加工缺陷。超聲振動切削加工技術(shù)因其能提供更有效和更精確的加工手段，而在難加工的復(fù)合材料

2、領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，極大促進了NOMEX蜂窩復(fù)合材料在各行各業(yè)的發(fā)展。雖然超聲切削技術(shù)是加工NOMEX蜂窩復(fù)合材料的可靠有效的加工手段，但是由于各方面都還處于初級水平階段，嚴重制約了NOMEX蜂窩復(fù)合材料部件的研發(fā)和生產(chǎn)。因此，為了優(yōu)化加工工藝，提高加工水平，加速我國航空航天以及國防事業(yè)的發(fā)展，就必須對切削力、材料破損機理等進行深入研究。目前，有關(guān)蜂窩材料切削加工的分析還處于通過實驗經(jīng)驗摸索的階段。然而，超聲切削過程的三維有限元模擬方法已經(jīng)

3、成為時代發(fā)展的動向。針對此種現(xiàn)狀本文開展了基于ABAQUS的芳綸紙蜂窩超聲切削過程有限元模擬研究，主要研究工作和成果如下：
　　(1)結(jié)合多孔固體的特性分析了 NOMEX蜂窩材料的相對密度，然后結(jié)合正交各向異性材料的性能，分析了NOMEX蜂窩復(fù)合材料的等效彈性參數(shù)和泊松比，同時研究了將NOMEX蜂窩材料應(yīng)用于數(shù)值分析時的本構(gòu)力學(xué)性能。
　　(2)分析了ABAQUS/Explicit顯式動力學(xué)分析的特性，系統(tǒng)研究了有限元分析方

4、法中NOMEX蜂窩復(fù)合材料直刃刀超聲切削過程的材料本構(gòu)關(guān)系，刀-屑摩擦特性，材料失效準則等關(guān)鍵技術(shù)，分析了超聲切削過程的有限元方法使用 ALE算法的必要性，同時研究了復(fù)合的超聲振動使用有限元軟件的實現(xiàn)方法。
　　(3)利用 ABAQUS/Explicit軟件構(gòu)建了直刃刀超聲切削 NOMEX蜂窩復(fù)合材料的三維切削模型，模擬了NOMEX蜂窩復(fù)合材料的切削過程。并分別使用結(jié)構(gòu)仿真模擬三維模型和等效實體仿真模擬三維模型對相同加工條件下的