【正文】 Vibrationassisted cutting。 （ 3）在一般情況下，增加切削深度會(huì)增加在 FRP 復(fù)合材料表面下纖維與基體界面脫粘深度。當(dāng)振動(dòng)施加在刀尖，切削力變小， EVA 切削具有最好的性能。然而，由于振動(dòng)的頻率比切削系統(tǒng)的固有頻率高得多，刀具的動(dòng)態(tài)剛度大大提高，比傳統(tǒng)的切削 [3437]，因此在每個(gè)切削時(shí)間拉應(yīng)力迅速增加。 a：傳統(tǒng)切削（ ap=100μm， v=1m/min）， b:EVA切削（ ap=100μm， v=1m/min， f=， a=， b=)。在第 節(jié)中討論的關(guān)于纖維的力學(xué)變形特性，根據(jù)切削深度，對(duì)沿纖維降低刀具和纖維的接觸位置進(jìn)入表面深度的撓度。然而，由于沿切割方向的 切割工具的頻繁往復(fù)運(yùn)動(dòng)，纖維和基體的表面也脫膠。同時(shí)，這大大縮短了時(shí)間跨度，阻礙脫粘擴(kuò)展，使脫粘深度 h=，比其他所有的切削過(guò)程以上討論的要小。 20 度。隨著脫粘深度不斷增加這兩成分急劇增加到最大的合成速度和 0 然后下降（ t = 10 μ s）。很明顯，由于刀具的連續(xù)壓。在本實(shí)驗(yàn)中使用的裝置，包括切削深度，進(jìn)給速度，振幅，振動(dòng)頻率 和振動(dòng)是與作者以前的工作相同的。然而，必須指出的是，刀尖在 NDVA 和 EVA切削中有一個(gè) Z方向的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，使得反彈需要時(shí)間： )2s in(39。 纖維斷裂 為確定纖維的斷裂，應(yīng)理解刀具 – 纖維接觸區(qū)域的拉伸應(yīng)力分布。 從上述分析可知，纖維在復(fù)合材料中，與刀具所接觸時(shí)，沿軸線有不同的支撐條件。設(shè) pm是在與偏轉(zhuǎn) x纖維橫截面的反作用力的強(qiáng)度； pm= xkm，其中km 為基礎(chǔ)的導(dǎo)電加熱切 削的模量，可采用 Biot 公式 : ])1([)1( mffmmmm vIE EDvEk ??? （ 1） 其中 Em和 vm 是橫向的楊氏模量和 HME 的泊松比； Ef和 If=（ π D4 / 64）是橫向的楊氏模量和纖維橫截面的慣性矩。假設(shè) a和 b分別是在 x和 z方向的振動(dòng)幅值， f 是振動(dòng)頻率，ψ是相位差， re 為切削刃半徑 ,ap 是切削深度，δ是刀具切削結(jié)束時(shí)工件反彈值。這大大阻礙了 EVA 切割技術(shù)的優(yōu)化與實(shí)際應(yīng)用。 另一方面，振動(dòng)輔助切削，使切削工具的尖端運(yùn)動(dòng)增加了在超聲波頻率位移的微幅，已被實(shí)驗(yàn)證明可以切削許多單相材料如金屬和陶瓷的一種有效方法。 本文旨在為解決上述問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的力學(xué)分析，了解單向 ERP 材料 EVA切削所用到的原理并建立必要的基礎(chǔ)。 蘇州科技學(xué)院 畢業(yè)論文 外文翻譯 外文 題目 單向增強(qiáng)纖維振動(dòng)輔助 切削中 的 力學(xué)和材料去除機(jī)制 院 (系 ) 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 張明光 學(xué) 號(hào) 1120xx36203 指導(dǎo)教師 殷振 20xx 年 3 月 14 日 1 單向增強(qiáng)纖維振動(dòng)輔助 切削中 的力學(xué)和材料去除機(jī)制 關(guān)鍵詞： 纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料；振動(dòng)輔助切削；切削力學(xué)；材料去除機(jī)理；纖維 基體剝離。 2 纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料（ FRP）因其強(qiáng)度、剛度高，質(zhì)量輕的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于先進(jìn)結(jié)構(gòu)中。為了有效加工 FRP 材料，作者研究出一種振動(dòng)輔助切削技術(shù)。 本文旨在通過(guò)詳細(xì)的力學(xué)分析消除上述的問(wèn)題，了解單向 FRP 材料 EVA 切削所蘊(yùn)含的科學(xué)原理，從而建立必要的基礎(chǔ)。在 x方向上刀具的相對(duì)橢圓運(yùn)動(dòng) x（ t） ,z 方向z（ t） ,可以通過(guò)表 1所示的方程來(lái)表示。 刀具 纖維 微小元素 圖 6 在切割過(guò)程中，纖維基體界面部分遭受脫粘深度 H，如圖 2 所示。因此，纖維的變形可以分為三個(gè)部 分，如圖 2 所示：（ 1）纖維與刀具接觸點(diǎn)， A，以上部分的纖維，即： ep raz ?? ；（ 2） A， E兩點(diǎn)之間部分的纖維，即： ?????? hazra pep ；（ 3） E點(diǎn)以下的部分纖維，即： .???? haz p 。當(dāng)?shù)渡砼c纖維接觸，可以看作在法向負(fù)載 FAx 和摩擦負(fù)載 FAz 之下，兩圓柱體之間的接觸，如圖 3所示。 ???? ???? ftbb （ 17） 當(dāng)摩擦系數(shù)為 m? ，摩擦力 ?? cos11 mPf ? 可求得： ?? 211 c osmx Pf ? ??? s inc o s1 mzf ?? （ 18） 其中 )/arctan(t? 22 )()( ????? eee rrrtx )](/[]))((a r c t a n[ 2 txrtxrrr eeee ????? eeee rtxrr ????? )()( 22 ? 0 ertx ?)( 同樣，用楔塊和一個(gè)半空間之間的接觸力學(xué)，在區(qū)域 2的總力 P2 可以計(jì)算為： *22 sin21 EDP ??? （ 20） 其中 α 是刀具間隙角， *2E 是在區(qū)域 2的工件材料的有效模量。以微粒級(jí)的 TiAlN / TiN 涂層碳化鎢硬質(zhì)合金刀片作為切割工具，工件以單向碳纖維增強(qiáng)聚合物（ CFRP）材料制備，它由單向復(fù)合材料（碳纖維環(huán)氧樹(shù)脂浸漬的纖維方向）組成。纖維向刀具前彎曲。之后，切割尖端開(kāi)始向后移動(dòng)，由于振動(dòng)的相移，脫粘停止向下傳播，在第一切削循環(huán)達(dá)到其最大深度（ h= m? ）。另外，切削速度下只 占半個(gè)振動(dòng)周期，這使得保持粘合深度進(jìn)一步縮短。 圖 6顯示了碳纖維復(fù)合材料表面的傳統(tǒng)和振動(dòng)輔助切削加工方法，在脫粘區(qū)已用紅色線強(qiáng)調(diào)了。圖 6（ c）顯示了 NDVA 切割表面質(zhì)量（振動(dòng)垂直于切割方向），這表明應(yīng)用振動(dòng)降低纖維基體界面脫粘有效。纖維進(jìn)入表面下的深度，取決于切削深度。 單位寬度切削力 最大拉應(yīng)力 切削時(shí)間 23 單位寬度切削力 最大拉應(yīng)力 切削時(shí)間 單位寬度切削力 最大拉應(yīng)力 切削時(shí)間 24 圖 9顯示了在相同的條件下，切削力的模型（ simF ）預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)（ expF ）的力值變化，切削力每單位寬度的切割。這個(gè)效果在 EVA 切削中是顯著的，在一個(gè)更小的切削力下纖維斷裂更早，如圖 9（ d）所示?？梢钥闯觯Ｐ偷念A(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合，表明力學(xué)模型建立了有 無(wú)超聲振動(dòng)切削纖維捕獲的主要變形機(jī)制。然而，存在一個(gè)臨界切削深度超出該深度脫粘深度不變化。Cutting mechanics。 New York, 1985. 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Bhatnagar, Micromechanical modeling of machining of FRP positescutting force analysis, Compos. Sci. Technol. 67 (20xx) 579–593. [40] D. Iliescu, D. Gehin, I. Iordanoff, F. Girot, . Gutierrez, A discrete element method for the simulation of CFRP cutting, Compos. Sci. Technol. 70 (20xx) 7380. 31 On the mechanics and material removal mechanisms of vibrationassisted cutting of unidirectional fibrereinforced polymer posites abstract This paper aims to reveal the material removal mechanisms and the mechanics behind the vibrationassisted cutting (VAC) of unidirectional fi bre reinforced polymer (FRP) posites. Through a prehensive analysis by integrating the core factors of the VAC, including fibre orientation and deformation, fibre–matrix interface, toolfibre contact and toolworkpiece contact, a reliable mechanics model was successfully developed for predicting the cutting forces of the process. Relevant experiments conducted showed that the model has captured the mechanics and the major deformation mechanisms in cutting FRP posites, and that the application of ultrasonic vibration in either the cutting or normal direction can significantly decrease cutting forces, minimise fibre deformation, facilitate favourable fibre fracture at the cutting interface, and largely improve the quality of a machined surface. When the vibrations are applied to