目錄 前言 第1章緒論1 1.1復(fù)合材料的定義與分類1 1.2復(fù)合材料的性能特點(diǎn)3 1.3復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域4 1.4復(fù)合材料的加工方法6 1.5超聲振動(dòng)輔助加工技術(shù)7 1.5.1超聲振動(dòng)輔助加工技術(shù)概述7 1.5.2超聲振動(dòng)輔助加工技術(shù)的應(yīng)用8 1.5.3超聲振動(dòng)輔助加工技術(shù)的特點(diǎn)9 1.5.4超聲振動(dòng)輔助切削加工.10 思考題11 第2章超聲振動(dòng)輔助加工的基本原理13 2.1超聲波的定義與波形13 2.2超聲波的特性16 2.2.1超聲波的空化效應(yīng)16 2.2.2超聲波的傳播特性19 2.2.3超聲波的疊加原理與干涉特性19 2.2.4超聲波的衍射20 2.2.5駐波與超聲波的共振特性20 2.2.6超聲波的吸收特性21 2.3超聲振動(dòng)輔助加工系統(tǒng)及其工藝原理21 2.3.1超聲振動(dòng)輔助加工系統(tǒng)21 2.3.2超聲振動(dòng)輔助加工系統(tǒng)的工藝原理23 2.4超聲波發(fā)生器24 2.4.1超聲波發(fā)生器的基本原理24 2.4.2超聲波振蕩器25 2.4.3超聲波放大器27 2.4.4匹配電路29 2.4.5頻率自動(dòng)跟蹤33 2.4.6數(shù)字電路超聲波發(fā)生器34 2.4.7超聲波發(fā)生器的特點(diǎn)36 2.5超聲振動(dòng)輔助加工裝置36 2.5.1超聲換能器37 2.5.2變幅桿40 2.5.3刀具40 2.6電能傳輸裝置41 思考題42 第3章超聲振動(dòng)輔助鉆削加工裝置的設(shè)計(jì)43 3.1超聲振動(dòng)輔助加工的類型43 3.2超聲振動(dòng)輔助加工裝置的設(shè)計(jì)方法45 3.3變幅桿的波動(dòng)方程46 3.4縱向振動(dòng)變幅桿47 3.4.1變幅桿的特性參數(shù)47 3.4.2半波長變幅桿48 3.4.3四分之一波長變幅桿50 3.5扭轉(zhuǎn)振動(dòng)變幅桿51 3.5.1變截面桿扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的波動(dòng)方程51 3.5.2指數(shù)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)變幅桿52 3.5.3階梯形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)變幅桿53 3.6變幅桿的設(shè)計(jì)53 3.6.1變幅桿類型的選擇53 3.6.2變幅桿材料的選擇55 3.6.3變幅桿的設(shè)計(jì)步驟55 3.7超聲縱向振動(dòng)輔助鉆削加工裝置設(shè)計(jì)實(shí)例56 3.7.1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)56 3.7.2縱向振動(dòng)理論輸出軌跡建模與分析56 3.7.3縱向振動(dòng)換能器的設(shè)計(jì)57 3.7.4縱向振動(dòng)變幅桿的設(shè)計(jì)59 3.8超聲變維振動(dòng)輔助鉆削加工裝置設(shè)計(jì)實(shí)例61 3.8.1設(shè)計(jì)方法61 3.8.2超聲變維振動(dòng)輔助鉆削加工裝置的總體結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)62 3.8.3變維振動(dòng)理論輸出軌跡建模與分析63 3.8.4超聲變維振動(dòng)輔助鉆削加工裝置設(shè)計(jì)67 3.8.5超聲變維振動(dòng)輔助鉆削加工裝置的裝配74 思考題74 第4章復(fù)合材料的切削加工機(jī)理75 4.1復(fù)合材料的切削加工特點(diǎn)及問題.75 4.1.1復(fù)合材料的切削加工特點(diǎn).75 4.1.2復(fù)合材料在切削加工中存在的問題76 4.2復(fù)合材料的切削機(jī)理及表面質(zhì)量76 4.2.1復(fù)合材料的常用切削方法76 4.2.2復(fù)合材料切削刀具的特點(diǎn)77 4.2.3復(fù)合材料的切削加工機(jī)理79 4.2.4復(fù)合材料的加工缺陷81 4.3聚合物基復(fù)合材料的切削加工性81 4.3.1聚合物基復(fù)合材料的性能特點(diǎn)81 4.3.2聚合物基復(fù)合材料的切削加工機(jī)理82 4.3.3聚合物基復(fù)合材料的切削加工工藝84 4.3.4聚合物基復(fù)合材料的鉆削84 4.4金屬基復(fù)合材料的切削加工性86 4.4.1金屬基復(fù)合材料的分類及性能特點(diǎn)86 4.4.2金屬基復(fù)合材料的切削加工機(jī)理87 4.4.3金屬基復(fù)合材料的應(yīng)用88 4.5陶瓷基復(fù)合材料的切削加工性88 4.5.1陶瓷基復(fù)合材料的性能特點(diǎn)88 4.5.2陶瓷基復(fù)合材料的切削加工機(jī)理89 4.6碳/碳復(fù)合材料的切削加工性89 4.6.1碳/碳復(fù)合材料的性能特點(diǎn)89 4.6.2碳/碳復(fù)合材料的切削加工機(jī)理90 4.6.3碳/碳復(fù)合材料的應(yīng)用90 思考題91 第5章復(fù)合材料超聲振動(dòng)輔助鉆削加工工藝92 5.1超聲振動(dòng)輔助切削加工模式92 5.2復(fù)合材料超聲振動(dòng)輔助鉆削加工現(xiàn)狀93 5.2.1復(fù)合材料鉆削加工93 5.2.2復(fù)合材料超聲振動(dòng)輔助鉆削加工94 5.3復(fù)合材料超聲振動(dòng)輔助鉆削加工系統(tǒng)96 5.3.1復(fù)合材料鉆削刀具96 5.3.2復(fù)合材料超聲振動(dòng)輔助鉆削加工系統(tǒng)的組成97 5.3.3復(fù)合材料超聲振動(dòng)輔助鉆削加工的應(yīng)用方式98 5.4超聲振動(dòng)輔助鉆削加工過程分析與建模99 5.4.1超聲縱向振動(dòng)輔助鉆削加工過程分析與建模99 5.4.2超聲縱扭振動(dòng)輔助鉆削加工過程分析與建模101 5.5復(fù)合材料超聲振動(dòng)輔助鉆削加工表面質(zhì)量分析103 5.5.1分層機(jī)理分析104 5.5.2分層描述與評價(jià)105 5.5.3分層臨界軸向力建模106 5.5.4分層臨界軸向力模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證110 5.5.5鉆削分層缺陷抑制方法112 5.6復(fù)合材料超聲縱扭振動(dòng)輔助鉆削加工實(shí)例113 5.6.1超聲縱扭振動(dòng)輔助鉆削加工裝置設(shè)計(jì)113 5.6.2超聲縱扭振動(dòng)輔助鉆削加工裝置性能測試115 5.6.3復(fù)合材料超聲縱扭振動(dòng)輔助鉆削加工實(shí)驗(yàn)117 5.6.4復(fù)合材料超聲縱扭振動(dòng)輔助鉆削加工中的切削力分析118 5.6.5復(fù)合材料超聲縱扭振動(dòng)輔助鉆削的孔出口缺陷120 5.7復(fù)合材料超聲振動(dòng)輔助鉆削加工技術(shù)發(fā)展趨勢124 思考題125 第6章復(fù)合材料超聲振動(dòng)輔助鉆削仿真126 6.1復(fù)合材料仿真建模方法126 6.2有限元分析方法126 6.3有限元分析過程的基本原理與建模準(zhǔn)則127 6.3.1基本原理127 6.3.2建模準(zhǔn)則128 6.4碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的失效形式、本構(gòu)模型及相關(guān)建模129 6.4.1碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的失效形式129 6.4.2碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的本構(gòu)模型130 6.4.3黏性層單元力學(xué)建模133 6.5碳纖維復(fù)合材料超聲振動(dòng)輔助鉆削加工過程仿真134 6.5.1刀具與工件模型建立134 6.5.2網(wǎng)格劃分135 6.5.3材料定義136 6.5.4接觸、載荷與振動(dòng)定義137 6.5.5仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)138 6.6仿真結(jié)果分析139 6.6.1有限元仿真模型的驗(yàn)證139 6.6.2軸向力對比141 6.6.3分層對比141 思考題142 參考文獻(xiàn)143