考虑到碳纤维增强聚合物削力预测模型的底边切削效应和加工参数的优化
Yiwei Zhang1, Mengke Yan1,2, Yushu Lai2
1Chongqing Engineering Research Center for Advanced Intelligent Manufacturing Technology, Chongqing Three Gorges University, Chongqing 404000, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|December 17, 2024
概括
本研究提出了一个新的模型,用于预测碳纤维增强聚合物 (CFRP) 削中的削力,考虑底部的切削边缘. 该模型优化参数以最大限度地减少分层损伤,提高制造工艺.
科学领域:
- 制造业 工程 制造工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 研磨力建模对于优化碳纤维增强聚合物 (CFRP) 加工和缺陷减少至关重要.
- 现有的模型往往忽视了底部切削边缘的影响,限制了预测准确性.
研究的目的:
- 为CFRP开发一个准确的削力预测模型,该模型包含了底部切削边缘效应.
- 为磨削参数建立一个多目标优化模型,以尽量减少分层损坏.
主要方法:
- 通过分析削机制并包括末端削刀的底部切削边缘,建立了一个新的削力预测模型.
- 用实验和模拟数据通过反向计算来确定磨力系数.
- 用一个遗传算法来解决磨参数的多目标优化模型.
主要成果:
- 与实验切削力相比,开发的模型表现出最大预测误差为14.5%,验证了它的正确性.
- 使用遗传算法进行优化,确定了最小分层损伤的特定参数 (螺丝圈速度为4903.1569r/min,料速度为0.01mm/z,切割轴深度为0.5mm).
- 实验验证证了优化参数的有效性和遗传算法的适用性.
结论:
- 拟议的削力预测模型准确地解释了CFRP削中的底部切削边缘效应.
- 开发的优化策略通过利用预测模型和遗传算法,有效地减少了CFRP中的分层损伤.
- 这项研究提供了一种有效的方法来优化CFRP削工艺,提高产品质量和制造效率.
