机械工程学报

作者：高腾, 许文昊, 张彦彬, 刘明政, 徐培明, 安庆龙, 王一奇, 王大中, 李长河

单位：1. 青岛理工大学教育部工业流体节能与污染控制重点实验室 青岛 266520;2. 泰山体育产业集团有限公司 德州 253600;3. 上海交通大学机械工程学院 上海 200240;4. 大连理工大学机械工程学院 大连 116024;5. 上海工程技术大学机械与汽车工程学院 上海 201620

关键词：纤维复合材料,磨削,力模型,陶瓷基,树脂基；

基金：山东省自然科学基金(ZR2022QE028，ZR2023QE057)和国家自然科学基金(52375447,52205481,52105457)资助项目。

纤维增强复合材料(Fiber-reinforced composites，FRC)由于比强度和比刚度高且能实现材料、结构和性能的一体化设计制造，已成为航空航天等高端装备减重增效的优选材料。精密磨削是FRC成形后保证装配精度必需的加工方法，FRC高质高效低损伤磨削已成为学术界与工业界的研究与关注焦点。磨削力建模是有效控制FRC加工损伤和保证表面完整性的关键。本文首先揭示了陶瓷基和树脂基FRC在不同纤维取向(Fiber orientation angle, FOA)和编织表面以脆性断裂为主的磨削材料去除机理。其次，分析了砂轮几何重构和FRC材料模型，综述了不同磨削方式的FRC磨削力微观解析建模方法，进行了磨削力模型误差对比和误差来源分析，总结了磨削参数和FOA对磨削力的影响规律。进一步地，综述了包括超声振动、砂轮优化设计、微量润滑和激光辅助的磨削力控制工艺策略，并进行了各种工艺方法对磨削力降低能力的对比。最后，展望了FRC磨削材料去除力学行为和磨削力建模的应用拓展和研究空白，为工业界与学术界提供技术支持与理论指导。

来源：2025年第7期

《机械工程学报》期刊编辑部

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