碳碳复合材料的水射流钻孔技术研究

doi:10.3901/JME.2019.03.226

机械工程学报 ›› 2019, Vol. 55 ›› Issue (3): 226-232.doi: 10.3901/JME.2019.03.226

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碳碳复合材料的水射流钻孔技术研究

蔡志刚, 陈晓川, 王迪, 鲍劲松

东华大学机械工程学院上海 201620

收稿日期:2018-03-01 修回日期:2018-07-19 出版日期:2019-02-05 发布日期:2019-02-05
通讯作者: 陈晓川(通信作者),男,教授,硕士研究生导师。主要研究方向为复合材料加工、纺织机械设计、面向成本的设计、人工智能等。E-mail:xcchen@dhu.edu.cn
作者简介:蔡志刚,男,1991年出生。主要研究方向为智能制造与测控技术。E-mail:caizhigang8023@163.com

Research on Water Jet Drilling Technology for Carbon-carbon Composites

CAI Zhigang, CHEN Xiaochuan, WANG Di, BAO Jinsong

College of Mechanical Engineering, Donghua University, Shanghai 201620

Received:2018-03-01 Revised:2018-07-19 Online:2019-02-05 Published:2019-02-05

摘要/Abstract

摘要： 针对磨料水射流加工碳碳复合材料的冲孔过程，结合Fluent分析高压磨料水射流的射流压力、靶距对碳碳复合材料冲孔深度的影响；利用ANSYS/Ls-dyna有限元分析软件建立磨料和水的射流冲击模型，针对射流压力是冲孔分层的的主要因素进行仿真，得出材料失效时最大的应力和整个射流过程中应力的变化规律，由最大应力所在位置的层间y向位移变化确定分层情况；根据仿真结果进行相应的试验研究，并将仿真结果与实验结果进行对比分析，验证了射流仿真模型的可行性和有效性。

关键词: 高压压气机, 加工超差, 敏感性分析, 气动性能, ANSYS/Ls-dyna, 磨料水射流, 数值模拟, 碳碳复合材料

Abstract: For punching process of carbon-carbon composite processed by abrasive water jet, combined with Fluent analysis of the impact of high pressure abrasive water jet pressure and target distance on carbon-carbon composite punching depth; by Using ANSYS/Ls-dyna Finite element analysis software the impact model of abrasive and water jet is established. To simulate with that the jet pressure is the main factor of punching and stratification, obtaining the maximum stress when the material loses efficacy and the change regulation of stress through the whole jet process, The stratification by the adjacent layer in the y-direction displacement changes of the position of maximum stress is defined. To conduct the corresponding experimental study according to the simulation result, the simulation results and experimental results are compared to verify the feasibility and effectiveness of the jet simulation model.

Key words: Aerodynamic performance, High-pressure compressor, Manufacturing variability, Sensitivity analysis, abrasive water jet, ANSYS/Ls-dyna, carbon-carbon composite, numerical simulation

中图分类号:

TH162

蔡志刚, 陈晓川, 王迪, 鲍劲松. 碳碳复合材料的水射流钻孔技术研究[J]. 机械工程学报, 2019, 55(3): 226-232.

CAI Zhigang, CHEN Xiaochuan, WANG Di, BAO Jinsong. Research on Water Jet Drilling Technology for Carbon-carbon Composites[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2019, 55(3): 226-232.

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Research on Water Jet Drilling Technology for Carbon-carbon Composites

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