摘要：

目前对CFRP复合材料的力学性能加工质量的影响尚未完全明了。研究CFRP的加工质量的效果文献很少。事实上，这些作品大多只注重传统加工如轴向或轨道钻。本文的目的是考察在复合板的循环载荷下的力学行为的两个工序的加工，即传统加工（CM）和磨料水射流加工（AJM）的影响。为了这个目的，进行使用具有切割工具和磨料水射流加工钻出多个复合材料板的实验研究。为了研究加工过程中的机械行为的影响，进行了热成像的红外测试和疲劳循环试验，以评估温度演变，刚度退化，以及损伤演化。疲劳试验结果表明，在CM过程钻出标本损伤累积比AWJM试样更高。此外，相比于用AWJM钻出标本与CM钻出的复合板的疲劳极限为约10％差别。 

1。介绍

目前，复合材料主要在主承载飞机结构内使用。最近的例子是波音787和空中客车A350XWB，其中复合材料含量已增加至50％-60％[1-4]。碳纤维增强塑料（CFRP）中，可靠的加工和损伤紧固件这样的应用是一个具有挑战性的任务[5]。结构内的螺栓连接或铆接传递负载和其寿命取决于孔的质量和准确性 [6]。用于复合材料的不同传统的加工技术是钻，铣，锯，并使用适用的工具和操作环境研磨。使用磨料水射流，激光和超声波加工技术被认为是非常规[7-10]加工。

钻孔是在飞机制造业常用的技术 [11,12]。几个作品一直热衷于脱层入口的分析和切割工具（常规机械加工）和复合材料之间的相互作用引起的孔的变形。一些工程表明，这种损害是通过选择加工参数导致的，所用切削刀尖[13-15]的几何形状，其材料的性质以及制造该复合部件的过程[16 -18]的影响。Khashaba[19]认为，热传导和低的转变温度的系数导致在聚合物复合材料的钻探过程中产生的温度增加。这产生的热量，周围的切削刀具刃口累积导致基质降解和热损伤。曼纳[20]研究了主轴转速是进给速度上表面的最显著的参数。Kilickap[21]观察切割速度和上表面加工的孔的分层进料速率的影响。得出的结论是较高的进料速率和切削速度对材料加工的损伤最高。Gaitonde等人[22]认为，切割速度损坏在孔的入口与进料速率是线性相关的损害。 Davim等人[23]已经表明，随着切割速度增加时，从50至70米/分工具的损害面积增大。此外，也有人提到，采用数字分析是适合于由加工引起的损害的评估。坎波斯卢比奥等人[15]已经表明，具有高的主轴转速（40,000转）钻井过程中，进料速率的增加不会导致损伤尺寸的增大。所有这些作者都在议论，位于孔出口处的分层是由钻头的推力引起的。不同的推力数值在孔出口[24,25,12]引起的损害也不同。

传统加工（CM）所引起的损伤会导致拉伸显著的减少，因为在制造过程中被改变的成分为60％的复合物结构件是低劣的孔 [6,26-28 ]。基复合材料可能的损害包括矩阵裂化和热变化[28]，分层孔的入口和出口，在孔壁[7,9,10,27]拉出纤维树脂的降解，燃烧和起毛，损害了表面质量[5] ，导致减少结构组件的机械强度。刀具几何形状和加工参数[28]强烈影响这些类型的损害。 佛罗里达州的Davis等人 [29]注意到，切割速度是一个显着的参数，对表面粗糙度具有影响，而进料速度对剥离的影响最大。 Zitoune等人 [30]得出的结论是用一个常规的钻具加工试样荷载破坏比与模压孔更低。

为了避免这种问题，本文提出使用一种磨料水射流的非传统加工技术。磨料水射流加工（AJM）被广泛用于复合材料。此过程中，它能够减少典型的CM技术[7]损害。 AWJM不产生热影响区，因此不存在烟尘，粉尘或工件变形[31]。目前，只有少数研究调查了CFRP[6,32,33]的力学行为对加工的过程的影响。论文网