在聚合物矩阵复合材料的削中建模和切割力学
Krzysztof Ciecieląg1, Andrzej Kawalec2, Michał Gdula2
1Department of Production Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Lublin University of Technology, Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland.
Materials (Basel, Switzerland)
|July 12, 2025
概括
这项研究使用响应表面方法在聚合物矩阵复合材料中模拟切割力. 开发了数学模型来预测基于削参数的力,有助于理解复合材料加工.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 机械加工聚合物矩阵复合材料由于其异构和磨砂性质而带来了挑战.
- 精确的切削力建模对于优化加工过程和工具寿命至关重要.
研究的目的:
- 开发数学模型,用于预测聚合物矩阵复合材料的削过程中的切削力组件.
- 研究加工参数和工具几何学对切削力和阻力的影响.
- 为了确定各种复合材料的切割阻力.
主要方法:
- 使用响应表面方法 (RSM) 来建模切割力组件.
- 在聚合物矩阵复合材料上进行了实验性磨试验.
- 分析包括工具角的影响,材料成分 (例如碳纤维) 和每颗牙的料.
主要成果:
- 建立了切削力的数学模型,钻石插入工具的确定系数高 (0.90-0.99).
- 触角切削力值在140N至180N之间,受工具类型和角的影响.
- 料力成分从46N到133N不等,碳纤维复合材料显示出更高的值,对每颗牙的料最敏感.
- 切割阻力在3.8N/mm2到15.5N/mm2.2之间.
结论:
- 在聚合物矩阵复合材料中,RSM有效地模拟了切削力.
- 加工参数和工具设计显著影响切削力和阻力.
- 开发的模型为优化这些先进材料的削策略提供了基础.


