A hybrid model to analyze stress distributions at the tool and workpiece interface during drilling of thick CFRP laminates

Delme, benzersiz ve istenen malzeme özelliklerinden ödün vermeden fonksiyonel CFRP yapılarının üretilmesine yönelik talepleri karşılamak için bir işleme yöntemi olarak kullanılır. Sıcaklığa bağlı özellikleri ve matkaptan kaynaklanan hasarlar nedeniyle CFRP'yi delmek iddialı bir görev olmaya devam ediyor. Bu çalışma, sondaj işlemi sırasında üretilen karakteristik zaman noktası bazlı itme kuvveti ve torku tahmin etmek için sonlu eleman bazlı termal modelle birleştirilmiş analitik bir sondaj modeli önermektedir. Proses parametrelerinin daha iyi seçilmesi için sondaj kesme kenarı boyunca basınç ve teğetsel gerilim dağılımının daha iyi anlasılması gerekir. Delik duvar kalitesini doğrudan etkileyen matkap marjı bölgesi de analize dahil edilmiştir. Beş farklı ilerleme ve iş mili hızı konfigürasyonu için itme kuvvetini, torku ve sıcaklığı öl¸cmek amacıyla delme deneyleri yapıldı. İs parçasi FE modeli, Gaussian dağıtılmış halka tipi ısı akısı kullanır ve alet, matkabın CFRP laminat boyunca ilerleyi¸sini taklit etmek için ısı akısı olarak karakteristik zaman noktası tabanlı adım fonksiyonlarını kullanır. Sonlu eleman tabanlı termal modeller, delme işlemi sırasındaki ısı dağılımını değerlendirmek ve sırasıyla matkap ucu ve delik duvarı yüzeyindeki sonraki sıcaklık profillerini tahmin etmek için dikkate alınmıştır. Hibrit analitik ve hesaplamalı model, matkabın ucundaki tepe basınç ve teğetsel gerilim dağılımlarının değişimini analiz etmek ve ayrıca itme kuvveti, tork ve sıcaklığın deneysel ölçümlerine ve malzemenin incelenmesine dayalı CFRP'nin termomekanik tepkisini analiz etmek için kullanılmıştır. Çeşitli delme konfigürasyonları için deliklerin durumu.