关于磁盘切割机Nomex蜂复合材料的超声波切割的多尺度研究
Yiying Liang1, Feng Feng1, Wenjun Cao2
1Division of Intelligent Instrument and Equipment, Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University, Shenzhen 518055, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|August 14, 2025
概括
超声波振动辅助切割显著提高了Nomex蜂复合材料的加工质量. 这种方法可以减少约30%的切削力,并最大限度地减少结构损坏,保持材料的完整性.
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:
- 传统的Nomex蜂复合材料加工面临诸如孔形成,结构变形和撕裂等挑战.
- 这些缺陷损害了复合材料的完整性和性能.
研究的目的:
- 阐明超声波振动辅助切割的机制,以提高Nomex蜂复合材料的加工质量.
- 分析超声波振动对切割过程中材料行为的多层次影响.
主要方法:
- 开发一个多尺度分析框架 (微,中,宏观尺度).
- 使用弹性曲和塑料产量模型.
- 用超声波振动和没有超声波振动进行切割的比较分析.
主要成果:
- 超声波振动减轻了应力度,并缩短了微观纤维的长度.
- 在中等尺度上观察到降低的剪切强度和修改的变形.
- 切割力减少了~29.7%与40微米的振幅;蜂巢几何学保留 (120°相比130°);长减少了36%.
结论:
- 超声波振动通过多尺度相互作用有效地减少Nomex蜂复合材料的加工损伤.
- 该技术为纤维增强复合材料的高精度加工提供了理论指导.
