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納米碳纖維板孔加工分層的原因

2020-07-25 09:03:22

  對納米碳纖維復合材料鉆孔是一件具有技術性的工藝,因為很多工藝不精的加工廠商很容易使納米碳纖維材料出現分層的情況,當出現這種情況的時候怎么辦呢?為大家講解一下納米碳纖維復合材料加工出現分層的原因。

  由于鉆頭切入納米碳纖維復合材料時,主切削刃首先使纖維剝開,然后把它切斷,這種剝離對孔的入口端Z外層材料的影響。當纖維被剝離開時,鉆頭的切削刃必須同時切斷纖維,一旦無法全部切斷或者切削力超過基體樹脂的強度,就會產生開裂并沿著表面層纖維的方向蔓延,這是孔的入口處出現開裂的原因。

  在鉆入過程中,鉆削軸向力施加在納米碳纖維材料表面,使得納米碳纖維復合材料各層沿厚度方向受到一定的拉力,從而在孔壁周圍材料層中產生層間應力。如果層間應力過大,就會出現分層。同時鉆削力是周期性變化的,軸向力也使得孔壁周圍材料承受交變應力,增大分層的幾率。對于板材來說軸向力越大,層間拉伸應力就越大,也出現分層。

  在鉆出過程中,由于納米碳纖維板材料厚度越來越低,鉆孔處強度不斷下降。當鉆頭橫刃觸碰到Z外層纖維時,等于是對Z外層材料施加與其它纖維層分開的推力。但是橫刃有負前角因此不夠鋒利,因此孔出口端纖維層不是被切斷,而是在軸向力作用下向外退讓,如果不對Z外層纖維層加以墊實,那么Z外層纖維很容易與基體撕開,造成出口劈裂。

  從以上分析中得知,鉆削軸向力是影響納米碳纖維復合材料制孔質量的重要因素,是引起分層缺陷和出口劈裂的主要原因。

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