C/SiC复合材料激光超声复合加工螺纹缺陷控制及拉伸性能分析

徐浩然, 王佳琦, 于占江, 许金凯

中国机械工程 ›› 2025, Vol. 36 ›› Issue (04) : 724-731+742.

C/SiC复合材料激光超声复合加工螺纹缺陷控制及拉伸性能分析

  • 徐浩然, 王佳琦, 于占江, 许金凯
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摘要

C/SiC复合材料常用于制作高温复合材料紧固件,但在常规加工(CM)下,螺纹特征完整度低且表面存在纤维拔出、基体破碎等损伤微观缺陷,使其难以满足高性能连接的要求。采用激光超声复合切削技术(L-UHM)开展了C/SiC复合材料螺纹特征加工,研究了不同加工方式下螺纹特征表面微观缺陷的变化规律,揭示了CM、激光辅助加工(LAM)以及L-UHM下的螺纹特征缺陷以及表面微观缺陷与其拉伸性能的关系,证明了L-UHM在C/SiC复合材料螺纹特征加工中对微观缺陷控制的优势。研究结果表明,相比于CM和LAM,在L-UHM下,牙顶、牙壁和牙底的纤维拔出、纤维脱黏和基体破碎得到控制,螺纹特征表面微观缺陷减少,完整度提高。此外,在拉伸试验中,L-UHM紧固体获得了最高的抗拉强度,较CM紧固体提高了29%,较LAM紧固体提高了10%。

关键词

C/SiC复合材料 / 激光超声复合加工 / 螺纹特征 / 表面缺陷

中图分类号

TB332

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徐浩然, 王佳琦, 于占江, 许金凯. C/SiC复合材料激光超声复合加工螺纹缺陷控制及拉伸性能分析. 中国机械工程. 2025, 36(04): 724-731+742

基金

国家重点研发计划(2023YFB4605900); 中国航空工业慧眼行动项目(62502010307)

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