复合材料超声振动辅助钻削加工技术

　　复合材料是航空航天、交通运输、能源等诸多领域的关键材料，其应用范围在不断扩大。《复合材料超声振动辅助钻削加工技术》主要介绍了复合材料超声振动辅助钻削加工技术，内容包括超声振动辅助加工的基本原理、超声振动辅助钻削加工装置的设计、复合材料的切削加工机理、复合材料超声振动辅助钻削加工工艺、复合材料超声振动辅助钻削仿真，并结合超声振动辅助钻削加工装置设计实例、复合材料超声振动辅助钻削有限元仿真实例对如何应用复合材料超声振动辅助加工技术进行了介绍。《复合材料超声振动辅助钻削加工技术》从复合材料实际工程应用角度出发进行超声振动辅助加工原理和方法的阐述，力求由浅入深。

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目录前言第1章绪论11.1复合材料的定义与分类11.2复合材料的性能特点31.3复合材料的应用领域41.4复合材料的加工方法61.5超声振动辅助加工技术71.5.1超声振动辅助加工技术概述71.5.2超声振动辅助加工技术的应用81.5.3超声振动辅助加工技术的特点91.5.4超声振动辅助切削加工.10思考题11第2章超声振动辅助加工的基本原理132.1超声波的定义与波形132.2超声波的特性162.2.1超声波的空化效应162.2.2超声波的传播特性192.2.3超声波的叠加原理与干涉特性192.2.4超声波的衍射202.2.5驻波与超声波的共振特性202.2.6超声波的吸收特性212.3超声振动辅助加工系统及其工艺原理212.3.1超声振动辅助加工系统212.3.2超声振动辅助加工系统的工艺原理232.4超声波发生器242.4.1超声波发生器的基本原理242.4.2超声波振荡器252.4.3超声波放大器272.4.4匹配电路292.4.5频率自动跟踪332.4.6数字电路超声波发生器342.4.7超声波发生器的特点362.5超声振动辅助加工装置362.5.1超声换能器372.5.2变幅杆402.5.3刀具402.6电能传输装置41思考题42第3章超声振动辅助钻削加工装置的设计433.1超声振动辅助加工的类型433.2超声振动辅助加工装置的设计方法453.3变幅杆的波动方程463.4纵向振动变幅杆473.4.1变幅杆的特性参数473.4.2半波长变幅杆483.4.3四分之一波长变幅杆503.5扭转振动变幅杆513.5.1变截面杆扭转振动的波动方程513.5.2指数形扭转振动变幅杆523.5.3阶梯形扭转振动变幅杆533.6变幅杆的设计533.6.1变幅杆类型的选择533.6.2变幅杆材料的选择553.6.3变幅杆的设计步骤553.7超声纵向振动辅助钻削加工装置设计实例563.7.1总体结构设计563.7.2纵向振动理论输出轨迹建模与分析563.7.3纵向振动换能器的设计573.7.4纵向振动变幅杆的设计593.8超声变维振动辅助钻削加工装置设计实例613.8.1设计方法613.8.2超声变维振动辅助钻削加工装置的总体结构布置设计623.8.3变维振动理论输出轨迹建模与分析633.8.4超声变维振动辅助钻削加工装置设计673.8.5超声变维振动辅助钻削加工装置的装配74思考题74第4章复合材料的切削加工机理754.1复合材料的切削加工特点及问题.754.1.1复合材料的切削加工特点.754.1.2复合材料在切削加工中存在的问题764.2复合材料的切削机理及表面质量764.2.1复合材料的常用切削方法764.2.2复合材料切削刀具的特点774.2.3复合材料的切削加工机理794.2.4复合材料的加工缺陷814.3聚合物基复合材料的切削加工性814.3.1聚合物基复合材料的性能特点814.3.2聚合物基复合材料的切削加工机理824.3.3聚合物基复合材料的切削加工工艺844.3.4聚合物基复合材料的钻削844.4金属基复合材料的切削加工性864.4.1金属基复合材料的分类及性能特点864.4.2金属基复合材料的切削加工机理874.4.3金属基复合材料的应用884.5陶瓷基复合材料的切削加工性884.5.1陶瓷基复合材料的性能特点884.5.2陶瓷基复合材料的切削加工机理894.6碳/碳复合材料的切削加工性894.6.1碳/碳复合材料的性能特点894.6.2碳/碳复合材料的切削加工机理904.6.3碳/碳复合材料的应用90思考题91第5章复合材料超声振动辅助钻削加工工艺925.1超声振动辅助切削加工模式925.2复合材料超声振动辅助钻削加工现状935.2.1复合材料钻削加工935.2.2复合材料超声振动辅助钻削加工945.3复合材料超声振动辅助钻削加工系统965.3.1复合材料钻削刀具965.3.2复合材料超声振动辅助钻削加工系统的组成975.3.3复合材料超声振动辅助钻削加工的应用方式985.4超声振动辅助钻削加工过程分析与建模995.4.1超声纵向振动辅助钻削加工过程分析与建模995.4.2超声纵扭振动辅助钻削加工过程分析与建模1015.5复合材料超声振动辅助钻削加工表面质量分析1035.5.1分层机理分析1045.5.2分层描述与评价1055.5.3分层临界轴向力建模1065.5.4分层临界轴向力模型实验验证1105.5.5钻削分层缺陷抑制方法1125.6复合材料超声纵扭振动辅助钻削加工实例1135.6.1超声纵扭振动辅助钻削加工装置设计1135.6.2超声纵扭振动辅助钻削加工装置性能测试1155.6.3复合材料超声纵扭振动辅助钻削加工实验1175.6.4复合材料超声纵扭振动辅助钻削加工中的切削力分析1185.6.5复合材料超声纵扭振动辅助钻削的孔出口缺陷1205.7复合材料超声振动辅助钻削加工技术发展趋势124思考题125第6章复合材料超声振动辅助钻削仿真1266.1复合材料仿真建模方法1266.2有限元分析方法1266.3有限元分析过程的基本原理与建模准则1276.3.1基本原理1276.3.2建模准则1286.4碳纤维增强树脂基复合材料的失效形式、本构模型及相关建模1296.4.1碳纤维增强树脂基复合材料的失效形式1296.4.2碳纤维增强树脂基复合材料的本构模型1306.4.3黏性层单元力学建模1336.5碳纤维复合材料超声振动辅助钻削加工过程仿真1346.5.1刀具与工件模型建立1346.5.2网格划分1356.5.3材料定义1366.5.4接触、载荷与振动定义1376.5.5仿真实验设计1386.6仿真结果分析1396.6.1有限元仿真模型的验证1396.6.2轴向力对比1416.6.3分层对比141思考题142参考文献143