了解钻井参数对纤维增强聚合物结构孔质量的影响
Katarzyna Biruk-Urban1, Paul Bere2, Razvan Udroiu3
1Department of Production Engineering, Mechanical Engineering Faculty, Lublin University of Technology, 20-618 Lublin, Poland.
Polymers
|August 29, 2024
概括
在没有备用板的玻璃纤维增强聚合物 (GFRP) 复合材料中钻孔需要仔细选择参数. 在GFRP中,通过低料率和特定支开口宽度实现最佳孔质量.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 制造过程 制造过程 制造过程
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 复合材料的孔质量对于航空航天,汽车和海洋应用中的结构完整性至关重要.
- 没有备份板的钻探在保持孔质量方面存在挑战,特别是在分层和表面粗方面.
- 玻璃纤维增强聚合物 (GFRP) 复合材料越来越多地用于要求高的结构作用.
研究的目的:
- 为了研究在没有备用板的薄GFRP板中钻孔的质量.
- 评估制造方法 (真空袋装与真空模具压制) 对孔质量的影响.
- 确定关键控制因素对切削力,分层系数和表面粗度的影响.
主要方法:
- 使用真空袋装和真空模具压技术制造的样品.
- 实验设计分析控制因素:支口宽度,重量分数 (wf),每颗牙的料和孔面积.
- 显微镜用于对钻孔特征的质量分析;实验的统计设计用于因子效应研究.
主要成果:
- 每颗牙和孔面积的料被确定为影响分层因子和表面粗度 (Sa) 的重要因素.
- 与真空包装相比,真空模具压缩证明了与真空包装相比提高孔质量的潜力 (暗示,基于创新方法的提及).
- 基于螺纹的GFRP的最佳钻孔条件涉及低料率 (0.04mm/牙) 和55mm的支开口宽度.
结论:
- 钻孔参数,特别是料速度和支开口宽度,显著影响GFRP复合材料中孔的质量.
- 通过优化这些控制因素,可以实现没有备份板的高质量孔.
- 这些发现为在GFRP结构中需要精确的孔形成的制造工艺提供了实际指导.
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