(1)當(dāng)90°&180°時(shí)(以135°為代表)。刀具在進(jìn)給過(guò)程中擠壓纖維材料導(dǎo)致材料層間剝離,纖維材料在刀具前端處發(fā)生彎曲,當(dāng)彎曲應(yīng)力不斷增大并且超過(guò)CFRP的抗彎強(qiáng)度極限時(shí),材料底部斷裂,斷裂點(diǎn)在應(yīng)力集中的最大彎曲應(yīng)力處,斷裂點(diǎn)一般處于刀刃的下方。刀具繼續(xù)進(jìn)給并擠壓前端材料,當(dāng)擠壓產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力大于材料底部斷裂點(diǎn)處的抗彎強(qiáng)度極限時(shí),材料被切斷,產(chǎn)生切屑,此類切削變形稱為彎曲剪切型。
(2)當(dāng)θ=0°時(shí),切屑是刀具在進(jìn)給過(guò)程中不斷地使纖維層與樹(shù)脂層相互剝離而形成的,我們稱這類切削變形為層間分離型。隨著刀具的進(jìn)給,被切削中的材料處于擠壓狀態(tài),而樹(shù)脂層的拉伸強(qiáng)度要遠(yuǎn)小于碳纖維層的壓縮強(qiáng)度,當(dāng)擠壓狀態(tài)大到一定程度時(shí),切削部位最下層會(huì)發(fā)生剝離,切削層被掀起。刀具繼續(xù)進(jìn)給,此時(shí)切削層承受彎曲應(yīng)力,彎曲應(yīng)力不斷增加并超過(guò)CFRP的強(qiáng)度極限時(shí),纖維層折斷,形成切屑。
(3)當(dāng)0°&90°時(shí)(以θ=45°和θ=90°為代表)。刀具在進(jìn)給過(guò)程中的擠壓作用在材料內(nèi)部形成垂直于纖維的剪切應(yīng)力,隨著剪切應(yīng)力的增大并且超過(guò)CFRP的強(qiáng)度極限時(shí),纖維被剪斷,然后的纖維在刀具的擠推下繼續(xù)前進(jìn)并產(chǎn)生滑移,在滑移過(guò)程中纖維界面間將產(chǎn)生剪切應(yīng)力,當(dāng)剪切應(yīng)力不斷增大并超過(guò)樹(shù)脂層的剪切強(qiáng)度極限時(shí),碳纖維層分離,產(chǎn)生切屑。此類切削變形稱為纖維切斷型。
本文標(biāo)簽: 碳纖維復(fù)合材料,切削機(jī)理,纖維材料,纖維切斷型,抗彎強(qiáng)度
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