复合材料超声振动辅助钻削加工技术

目录前言第1章绪论11.1复合材料的定义与分类11.2复合材料的性能特点31.3复合材料的应用领域41.4复合材料的加工方法61.5超声振动辅助加工技术71.5.1超声振动辅助加工技术概述71.5.2超声振动辅助加工技术的应用81.5.3超声振动辅助加工技术的特点91.5.4超声振动辅助切削加工.10思考题11第2章超声振动辅助加工的基本原理132.1超声波的定义与波形132.2超声波的特性162.2.1超声波的空化效应162.2.2超声波的传播特性192.2.3超声波的叠加原理与干涉特性192.2.4超声波的衍射202.2.5驻波与超声波的共振特性202.2.6超声波的吸收特性212.3超声振动辅助加工系统及其工艺原理212.3.1超声振动辅助加工系统212.3.2超声振动辅助加工系统的工艺原理232.4超声波发生器242.4.1超声波发生器的基本原理242.4.2超声波振荡器252.4.3超声波放大器272.4.4匹配电路292.4.5频率自动跟踪332.4.6数字电路超声波发生器342.4.7超声波发生器的特点362.5超声振动辅助加工装置362.5.1超声换能器372.5.2变幅杆402.5.3刀具402.6电能传输装置41思考题42第3章超声振动辅助钻削加工装置的设计433.1超声振动辅助加工的类型433.2超声振动辅助加工装置的设计方法453.3变幅杆的波动方程463.4纵向振动变幅杆473.4.1变幅杆的特性参数473.4.2半波长变幅杆483.4.3四分之一波长变幅杆503.5扭转振动变幅杆513.5.1变截面杆扭转振动的波动方程513.5.2指数形扭转振动变幅杆523.5.3阶梯形扭转振动变幅杆533.6变幅杆的设计533.6.1变幅杆类型的选择533.6.2变幅杆材料的选择553.6.3变幅杆的设计步骤553.7超声纵向振动辅助钻削加工装置设计实例563.7.1总体结构设计563.7.2纵向振动理论输出轨迹建模与分析563.7.3纵向振动换能器的设计573.7.4纵向振动变幅杆的设计593.8超声变维振动辅助钻削加工装置设计实例613.8.1设计方法613.8.2超声变维振动辅助钻削加工装置的总体结构布置设计623.8.3变维振动理论输出轨迹建模与分析633.8.4超声变维振动辅助钻削加工装置设计673.8.5超声变维振动辅助钻削加工装置的装配74思考题74第4章复合材料的切削加工机理754.1复合材料的切削加工特点及问题.754.1.1复合材料的切削加工特点.754.1.2复合材料在切削加工中存在的问题764.2复合材料的切削机理及表面质量764.2.1复合材料的常用切削方法764.2.2复合材料切削刀具的特点774.2.3复合材料的切削加工机理794.2.4复合材料的加工缺陷814.3聚合物基复合材料的切削加工性814.3.1聚合物基复合材料的性能特点814.3.2聚合物基复合材料的切削加工机理824.3.3聚合物基复合材料的切削加工工艺844.3.4聚合物基复合材料的钻削844.4金属基复合材料的切削加工性864.4.1金属基复合材料的分类及性能特点864.4.2金属基复合材料的切削加工机理874.4.3金属基复合材料的应用884.5陶瓷基复合材料的切削加工性884.5.1陶瓷基复合材料的性能特点884.5.2陶瓷基复合材料的切削加工机理894.6碳/碳复合材料的切削加工性894.6.1碳/碳复合材料的性能特点894.6.2碳/碳复合材料的切削加工机理904.6.3碳/碳复合材料的应用90思考题91第5章复合材料超声振动辅助钻削加工工艺925.1超声振动辅助切削加工模式925.2复合材料超声振动辅助钻削加工现状935.2.1复合材料钻削加工935.2.2复合材料超声振动辅助钻削加工945.3复合材料超声振动辅助钻削加工系统965.3.1复合材料钻削刀具965.3.2复合材料超声振动辅助钻削加工系统的组成975.3.3复合材料超声振动辅助钻削加工的应用方式985.4超声振动辅助钻削加工过程分析与建模995.4.1超声纵向振动辅助钻削加工过程分析与建模995.4.2超声纵扭振动辅助钻削加工过程分析与建模1015.5复合材料超声振动辅助钻削加工表面质量分析1035.5.1分层机理分析1045.5.2分层描述与评价1055.5.3分层临界轴向力建模1065.5.4分层临界轴向力模型实验验证1105.5.5钻削分层缺陷抑制方法1125.6复合材料超声纵扭振动辅助钻削加工实例1135.6.1超声纵扭振动辅助钻削加工装置设计1135.6.2超声纵扭振动辅助钻削加工装置性能测试1155.6.3复合材料超声纵扭振动辅助钻削加工实验1175.6.4复合材料超声纵扭振动辅助钻削加工中的切削力分析1185.6.5复合材料超声纵扭振动辅助钻削的孔出口缺陷1205.7复合材料超声振动辅助钻削加工技术发展趋势124思考题125第6章复合材料超声振动辅助钻削仿真1266.1复合材料仿真建模方法1266.2有限元分析方法1266.3有限元分析过程的基本原理与建模准则1276.3.1基本原理1276.3.2建模准则1286.4碳纤维增强树脂基复合材料的失效形式、本构模型及相关建模1296.4.1碳纤维增强树脂基复合材料的失效形式1296.4.2碳纤维增强树脂基复合材料的本构模型1306.4.3黏性层单元力学建模1336.5碳纤维复合材料超声振动辅助钻削加工过程仿真1346.5.1刀具与工件模型建立1346.5.2网格划分1356.5.3材料定义1366.5.4接触、载荷与振动定义1376.5.5仿真实验设计1386.6仿真结果分析1396.6.1有限元仿真模型的验证1396.6.2轴向力对比1416.6.3分层对比141思考题142参考文献143