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摘要
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在航空航天等领域应用广泛。在CFRP制造过程中难以避免会产生孔隙等缺陷，对后续的切削加工造成一定影响。在考虑了CFRP成型过程形成的孔隙缺陷基础上，运用有限元仿真模拟方法，从纤维-树脂-界面尺度建立了含孔隙缺陷的CFRP微观切削仿真模型，研究了不同孔隙率条件下不同纤维排布方向的CFRP微观切削行为，并通过实验验证了仿真模型的正确性。研究结果表明：孔隙的存在会增加刀具的“空切”现象，从而对CFRP切削过程的切削力、材料破坏及亚表面损伤、材料能量等产生影响。随孔隙率的增加，切削力呈下降趋势，孔隙边缘的纤维产生整体断裂的倾向增加；孔隙对0°、45°和135°纤维排布方向的CFRP切削加工的面下损伤影响不大，在纤维排布方向为90°条件下，孔隙率高于3vol%时对加工表面的面下损伤具有较大影响；在材料内部能量耗散方面，“顺切”(纤维方向角小于90°)时的总耗散能低于“逆切”，随孔隙率增加，总耗散能降低。
