CFRP/Ti叠层结构钻削温度场模拟与试验研究

"CFRP/Ti叠层结构钻削温度场的研究，由李健、李原等人进行，探讨了在飞机制造中广泛应用的CFRP（碳纤维增强塑料）和钛合金材料的钻削加工温度场问题。研究指出，CFRP/Ti叠层结构在飞机装配中的关键工艺是钻削，加工过程中的高温可能引发CFRP基体烧伤等缺陷。文章通过分析钻削热流密度，基于傅里叶导热定律构建温度场模型，并采用有限差分法求解，通过实验验证了模型的准确性。" CFRP（Carbon Fiber Reinforced Plastics）和钛合金由于其出色的材料特性，如高强度、轻量化和耐腐蚀性，在航空制造业中受到高度重视。CFRP/Ti叠层结构是飞机结构的重要组成部分，特别是在组装过程中。然而，这类复合材料的钻削加工是一项挑战，因为它们的导热率低，钻削时会导致热量积聚，产生高温。 钻削加工是CFRP/Ti叠层结构装配的关键步骤，加工质量直接影响到装配质量和飞机的使用寿命。在钻削过程中，由于CFRP和钛合金都是难加工材料，产生的热量不能迅速散发，可能导致钻削区域温度升高，对材料造成热损伤，如CFRP基体的烧伤，这会降低结构的力学性能，甚至影响飞行安全。 为了理解和控制这种复杂的温度分布，研究者采用了热流密度分析，这是一种评估钻削过程中热量产生和传递的方法。他们根据傅里叶导热定律，这是一个描述热传导现象的基本物理方程，建立了CFRP/Ti叠层结构钻削的温度场模型。这个模型能够预测在钻削过程中不同位置的温度变化情况。 为了验证模型的准确性和实用性，研究团队应用了有限差分法，这是一种数值计算方法，用来求解偏微分方程，例如这里用于解决导热问题的方程。通过实际的钻削试验，将实验数据与模型预测的结果进行对比，结果显示两者有较高的一致性，从而证实了所建立的温度场模型的有效性。 这项研究对于优化CFRP/Ti叠层结构的钻削工艺，减少加工过程中的热损伤，提高飞机制造的质量和安全性具有重要意义。同时，它也为其他类似复合材料的精密加工提供了理论基础和技术参考。