CFRP层合板制孔下的孔周应变与温度实时监测研究

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1、分类号：密级：学校代码：１１０７８ＨＨ保密日期：２１１１５０７００４学保密期限：户州大学硕士学位论文颗目：ＣＦＲＰ层合板制孔下的孔周应变与温度实时监测研究学生类型：１２１双证学术学位研究生：□双证专业学位研究生□单证专业学位研究生学位申请人：李永敬导师姓名及职称：朱萍玉教授学院（研究所）：机械与电气工程学院学科专业（领域）：机械电子工程论文提交日期二〇一八年六月：广州大学学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下。，

2、独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引吊芒内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过，均已的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。〈学位论文作者签名：日期：＾４年月ｆ日广州大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解广州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权、单位属广州大学。学校有权保留并向国家主管音卩门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版、查阅和，允许学位论文被检索借阅，可

3、以允许采；学校可以公布学位论文的全部或部分内容用影印。、缩印、数字化或其他手段保存、汇華学位论文（保密论文保密期满后，适用本声明）一本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书＝ｇ木保密。“”（请在以上相应方框内打Ｖ）曰期：糾年名月Ｉ日学位论文作者签名：：日期：年月日导师签名：：分类号密级：１１０学校代码：７８保密日期：学号：２１１１５０７００４保密期限：广州大学硕士学位论文ＣＦＥＲ层合板制孔下的孔周变与应温度实时监测研究李永敬

4、业：麵学科专（领域电子工程）一硏：究方智能制造中的机电＾化技向＾：２０１８年６１论文答辩日期月日：指导教师签名（）：答辩委会主席（签名心员）：答辩委员会委员签名（）＾＾广州大学硕士论文摘要碳纤维增强复合材料（CarbonFiberReinforcedPlastics,CFRP）在装配过程中需要大量的定位孔和铆接孔来进行连接，因此高质量的制孔对复合材料结构件装配尤为重要。然而，复材的各向异性、层间强度低导致制孔中易出现分层、撕裂等缺陷。一旦产品加工质量不合格，将导致昂贵的复材构件因无法修补而报废，或因为力学性能退

5、化而带来严重安全隐患。对CFRP在钻削过程中的缺陷进行实时监测，防患于未然是确保复合材料结构安全运行的有效方法。本文针对碳纤维复合材料层合板钻削加工缺陷识别问题，选取钻孔周围的温度和应变两个物理量，开展分层缺陷产生机理及在线监测研究，为碳纤维复合材料层合板的高效钻削、加工工艺参数优化提供重要手段。论文主要研究内容包括以下几个方面：（1）综述CFRP层合板钻孔加工技术以及产生缺陷的机理；分析比较碳纤维复合材料分层缺陷的检测方法，选取基于温度和应变的钻削缺陷监测方法。（2）基于分布式光纤传感技术，设计一种阵列排布的光纤传感器布设方案，发展采用导热毛细管封装

6、的应变不敏感光纤温度传感技术；研究光纤间距对钻孔周围全温度场获取的影响，优化光纤埋入工艺及铺设间距。（3）采用MATLAB软件，建立分布式光纤传感器的测量数据模型，构建CFRP钻削过程钻孔周围的温度分布，进而分析钻削过程切削热的扩散过程，深入研究不同钻削工艺参数下孔周最高温度的分布规律。（4）通过参考光纤法实现具有温度补偿的CFRP孔周应变测量，并对切削过程进行分阶段的详细分析，并得出当主切削刃完全进去CFRP时孔周的应变最大。进一步提取切削过程中与分层缺陷有关的频率特征，通过短时傅里叶变换（STFT）得到其频率在不同钻削时间内的分布，发现当分层缺陷产

7、生时出现新的频率成份，为检测得到分层缺陷信息提供新的思路和判别依据。（5）采用超声C扫描检测技术（C-SCAN），对T300复合材料板正交试验孔进行分层缺陷检测，借助图像处理方法对分层缺陷采用涉及最大分层直径和分层面积因素的分层因子进行定量评估，进而得到钻削工艺参数下产生的温度和应变对分层缺陷的影响规律。关键词：CFRP；钻削；温度与应变检测；分布式光纤传感；IV广州大学硕士论文StudyonReal-timeMonitoringofDrillingStrainandTemperatureAroundBoreholeofCFRPLaminateAbst

8、ractAlargenumberofholesandrivetingholesinCarbon