复合材料钻削跨尺度数值模拟技术及其应用

图书标准信息

• 作者 刘勇；李国超
• 出版社 江苏大学出版社
• 出版时间 2022-12
• 版次 1
• ISBN 9787568419055
• 定价 59.00元
• 装帧 其他
• 开本 其他
• 纸张 胶版纸
• 页数 184页
• 字数 200千字

【内容简介】

在航空航天产品装配中，对碳纤维增强复合材料（CFRP）构件的钻孔加工操作越来越多，然而由于CFRP多尺度、多相、各向异性等特点，在CFRP钻削行为分析预测过程中，对其切削机理和损伤萌生扩展规律的理解尚不尽如人意。本书从钻削过程多尺度效应、多相材料表征方法、跨尺度信息传递、敏感性分析与评价等方面研究CFRP钻削多尺度模拟方法中的基础科学问题，揭示CFRP钻削多尺度损伤机理，对钻削质量的耗损度进行评估建模，提出损伤抑制策略，为实现CFRP高精密制孔提出了合理的工艺方案。

【作者简介】

刘勇，江苏科技大学讲师，硕士研究生导师，主持国家自然科学基金项目1项、江苏省高等学校自然科学研究面上项目1项；参与国家自然科学基金项目2项、航空科学基金项目1项、国家商用飞机制造工程技术研究中心创新基金项目2项、陕西柴油机重工有限公司改造项目1项和高技术船舶科研项目1项；参与编写专著2部和教材1部；发表SCI收录论文12篇、EI检索论文2篇、国际学术会议论文1篇、北大中文核心期刊论文3篇；获授权发明专利2件；担任Composite Structures和Journal of Material Processing Technology 等期刊审稿人。

【目录】

章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 cfrp钻削跨尺度数值模拟研究现状

1.3.1 cfrp弹能表征

1.3.2 cfrp钻削数值模拟研究

1.3.3 cfrp跨尺度数值模拟研究

1.3.4 cfrp钻削轴向力预测

1.3.5 cfrp超声振动辅助钻削工艺

1.4 本章小结

第2章 虑纤维分布的cfrp弹能表征

2.1 引言

2.2 基于跨尺度建模的ud-cfrp弹能表征

2.2.1 纤维分布的ud-rve结构建模

2.2.2 周期边界条件的建立与ud-rve模型的加载

2.2.3 基于纤维分布的渐进均质化理论模型

2.2.4 ud-rve模型网格尺寸优化分析及ud-cfrp弹能表征

2.3 md-cfrp弹能表征

2.3.1 md-rve结构化建模与表征分析

2.3.2 md-rve简化建模与表征分析

2.3.3 不同铺层角度的md-cfrp宏观弹能一体化表征

2.3.4 不同铺层顺序的md-cfrp宏观弹能一体化表征

2.4 cfrp弹能测试实验

2.4.1 实验设置与测试分析

2.4.2 测试结果与讨论

2.5 本章小结

第3章 基于微观力学失效理论的cfrp 动态渐进损伤演化模型

3.1 引言

3.2 基于cfrp微观力学失效理论的跨尺度数值模拟方法

3.2.1 ud-cfrp微观应力的计算

3.2.2 基于结构化ud-rve模型的safs获取

3.2.3 cfrp组分结构的微观力学损伤演化模型

3.2.4 cfrp动态跨尺度数值模拟的vumat子程序实现

3.3 基于混合失效法则的cfrp层间损伤模型

3.3.1 ces本构模型

3.3.2 ces损伤失效与演化模型

3.4 本章小结

第4章 基于跨尺度建模的cfrp钻削数值模拟与模型评价

4.1 引言

4.2 cfrp跨尺度钻削数值模拟分析

4.2.1 简化ud-rve模型的跨尺度建模分析

4.2.2 基于动态渐进损伤模型的cfrp跨尺度钻削模拟分析

4.3 钻削实验台与损伤观测系统搭建

4.4 结果的验证与分析

4.4.1 轴向力与扭矩对比分析

4.4.2 孔壁表面形貌对比分析

4.4.3 预制孔出入损伤对比分析

4.5 跨尺度钻削模型的评价

4.5.1 轴向力与扭矩预测的评价

4.5.2 预制孔出入损伤的评价

4.5.3 效率与精度的对比

4.6 本章小结

第5章 基于跨尺度模型-人工神经网络的轴向力快速预测

5.1 引言

5.2 跨尺度有限元模型网格尺寸优化

5.2.1 不同网格尺寸的cfrp跨尺度有限元建模

5.2.2 跨尺度钻削模型计算效率与模拟结果对比分析

5.3 跨尺度钻削模型参数样本的获取

5.3.1 基于伪算法的cfrp材料参数和工艺参数样本集获取

5.3.2 指令驱动有限元-跨尺度模型的轴向力样本集获取

5.3.3 基于bp-ann模型的参数特征选择分析

5.4 基于多层bp-ann模型的轴向力快速预测

5.4.1 多层结构bp-ann建模

5.4.2 验证样本集的获取及轴向力的预测

5.5 轴向力验证实验

5.5.1 全因子实验方案设置

5.5.2 验证结果与讨论

5.6 本章小结

第6章 cfrp纵扭耦合超声振动辅助钻削工艺分析

6.1 cfrp纵扭耦合ruad工艺损伤抑制机理

6.1.1 纵扭耦合ruad工艺分析

6.1.2 纵扭耦合ruad损伤抑制机理

6.2 cfrp纵扭耦合ruad实验设置与跨尺度有限元建模

6.2.1 纵扭耦合ruad系统

6.2.2 cfrp纵扭耦合ruad实验测试系统

6.2.3 cfrp纵扭耦合ruad跨尺度有限元建模

6.3 cfrp纵扭耦合ruad实验结果与讨论

6.3.1 钻削力与扭矩对比分析

6.3.2 孔壁表面形貌对比分析

6.3.3 孔出入损伤对比分析

6.4 本章小结

第7章 结与展望

7.1 结

7.2 主要创新点

7.3 展望

参文献