使用旋转超声波加工提高Nomex蜂复合材料的加工性能:一种有限元分析方法
Tarik Zarrouk1,2, Jamal-Eddine Salhi3,4, Mohammed Nouari2
1CREHEIO (Centre de Recherche de L'Ecole des Hautes Etudes d'Ingénierie), Oujda 60000, Morocco.
Materials (Basel, Switzerland)
|May 11, 2024
概括
旋转超声波加工 (RUM) 在加工Nomex蜂复合材料 (NHCs) 时显著降低了切削力并改善了表面质量. 这种先进的技术最大限度地减少了振动和芯片大小,提高了航空航天和汽车应用的整体加工过程.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 制造过程 制造过程 制造过程
背景情况:
- 诺姆克斯蜂复合材料 (NHC) 由于其优越的性能,在航空航天和汽车工业中至关重要.
- 机械加工NHC带来了诸如高切削力和细胞振动等挑战.
- 旋转超声波加工 (RUM) 为缓解这些问题提供了一个潜在的解决方案.
研究的目的:
- 调查RUM在加工NHC中的有效性.
- 开发和验证NHCs的RUM的3D数值模型.
- 分析超声波振动振幅对加工性能的影响.
主要方法:
- 使用Abaqus/Explicit.开发一个3D有限元模型.
- 通过比较模拟和实际的切削力来验证数值模型的实验验证.
- 机械加工参数的全面分析,包括应力分布,芯片形态,表面质量和切削力.
主要成果:
- 开发的3D数值模型准确地预测了切削力,与实验数据密切一致.
- 超声波振动振幅显著影响应力分布,芯片大小和表面质量.
- 应用RUM导致切削力组件减少多达50%.
结论:
- RUM是加工NHC的有效技术,克服了传统的限制.
- 经过验证的数值模型为NHC加工优化RUM参数提供了有价值的工具.
- RUM提高了加工表面质量,减少了芯片的形成,从而提高了制造效率.
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