机械工程学报

作者：郑雷, 孙晓晗, 吕冬明, 刘子文, 朱卓志, 董香龙, 韦文东

单位：1. 常熟理工学院机械工程学院 常熟 215500;2. 盐城工学院机械工程学院 盐城 224051;3. 机械工业教育发展中心 北京 100055

关键词：旋转超声加工,金刚石套料钻,有限元分析,GFRP,制孔质量；

基金：江苏省自然科学基金面上(BK20201474)、江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究重大(22KJA460009)和国家自然科学基金面上(51575470)资助项目。

玻璃纤维增强树脂基复合材料(Glass fiber reinforced plastic，GFRP)具有比强度高和比模量大等特点，广泛应用于航空航天、船舶军工和汽车制造等领域。针对GFRP复合材料制孔加工中容易出现分层、撕裂等缺陷，采用旋转超声振动套孔加工方法对其进行磨削制孔的理论和试验研究。分析了旋转超声振动套孔加工中单颗磨粒的运动学特性，基于Hashin失效准则，对GFRP复合材料最具代表性的0 °和90 °角度铺层玻璃纤维进行磨削常规和旋转超声振动套孔加工有限元仿真研究。相较于常规加工，超声振动加工使磨粒具有周期性动态冲击磨削效果，改变了材料的去除方式，降低了磨削力，结果表明：超声振动加工的轴向力最大降幅可达20.1%，同时有效抑制了出口分层缺陷，孔壁表面的纤维断口光滑平整，制孔质量得到有效改善。

来源：2023年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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