纤维丝束缠绕成型的复合材料砂轮基体

       CFRP缠绕成型砂轮基体具有较高的环向强度，但其径向强度较低，复合材料层间易脱裂，限制了砂轮基体的性能，而多环过盈装配可以有效地提高缠绕砂轮基体的径向强度。本文通过理论分析建立解析模型，研究各向异性砂轮基体的过盈量选择，并通过有限元模型与变形测量实验分析了尺寸为X360 mmX120 mmX16 mm的砂轮基体多环过盈装配时不同参数(过盈量、各环厚度、装配环数)对缠绕成型砂轮基体结构性能的影响。结果表明:砂轮基体装配环数越多，应力分布越均匀，各环间越不容易脱裂;砂轮基体各环厚度越小，所受径向应力就会越大，越不容易分层，砂轮基体从内环到外环厚度分配逐渐增大时，砂轮基体变形量最小，整体性能更好;相邻两环间的过盈量分配对其他各环的应力水平影响较小，两环间过盈量越大越不容易分层;通过改变两环间的过盈量来调节两环间径向应力的状态，使砂轮基体各环间在转动时更不容易分层，有效提高砂轮基体性能。

       碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)以树脂为基体，碳纤维为增强材料，作为一种先进复合材料，具有高的比强度、比模量、耐冲击、耐腐蚀等一系列优点，在航空航天、汽车、船舶等高端领域具有广泛应用，还具有各向异性，可以通过调节材料参数或改变成型方式来满足不同结构对材料性能的要求。近些年来CFRP砂轮基体因其质量轻、强度高、磨削效果优良等特性而受到广泛关注，并逐渐在高速、超高速磨削中获得应用。

       纤维丝束缠绕成型的复合材料砂轮基体具有各向异性的力学特性，具有很高的环向强度，但由于单向复合材料较低的横向强度，使得该砂轮基体的径向强度较低，容易造成复合材料层的内部开裂、分层，制约了砂轮基体的整体性能，因此提高径向强度成为缠绕砂轮基体设计制造的关键问题之一。采用多环过盈装配的方法产生层间压应力可以有效地解决该问题，多环过盈装配的砂轮基体由多个缠绕成型的复合材料环组成，各环径向厚度不大，各环间均采用过盈装配，从而在环间接触面上产生均匀的压应力当砂轮基体工作时，保证各环间仍有压应力即可避免复合材料的层间开裂。http://www.zblansheng.cn/