بررسی تأثیر پارامترهای ماشین‌کاری بر فرآیند سوراخ‌کاری کامپوزیت‌ها و پایش آن توسط روش آکوستیک امیشن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• حسین حیدری
• نوید ظریف کریمی
• مهدی احمدی نجف آبادی
• عبدالرضا رحیمی

امیرکبیر

10.22067/fum-mech.v24i2.27057

چکیده

سوراخ‌کاری فرآیند اصلی برای مونتاژ کردن سازه های کامپوزیتی به‌ویژه در صنایع هوافضا و خودروسازی می‌باشد. یکی از مهم‌ترین عیوبی که حین سوراخ‌کاری کامپوزیت ها اتفاق می افتد، جدایش لایه‌ای است. در این مقاله اثر پارامترهای سوراخ‌کاری شامل نرخ پیش‌روی، سرعت برشی و زاویه‌ی رأس مته بر نیروی محوری و فاکتور جدایش لایه‌ای با استفاده از روش طراحی آزمایش عاملی کامل بررسی می‌شود. با توجه به نتایج، نرخ پیش‌روی و به‌دنبال آن زاویه‌ی رأس مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار بر نیروی محوری می‌باشند. هم‌چنین نمودار احتمال نرمال برای برآورد اثرات پارامترهای مختلف بر فاکتور جدایش لایه‌ای استفاده گردید. مطابق نتایج تنها اثر معنادار، نرخ پیش‌روی است. روش آکوستیک امیشن به‌همراه روش تحلیل سیگنال موجک برای پایش فرآیند سوراخ‌کاری و تفکیک حوزه‌ی فرکانسی مکانیزم‌های مختلف برش به‌کار گرفته شده است. پس از تحلیل سیگنال های آکوستیک امیشن در حوزه‌ی زمان-فرکانس (موجک)، المان 2 (EPC2) با محدوده‌ی فرکانسی 5/62-125 کیلوهرتز به ترک خوردن ماتریس و المان 5 (EPC5) با محدوده‌ی فرکانسی 250-5/312 کیلوهرتز و میانگین درصد انرژی 32% به برش الیاف نسبت داده شد.

کلیدواژه‌ها

• سوراخ‌کاری با مته‌ی مارپیچ
• کامپوزیت
• آکوستیک امیشن
• آنالیز موجک

---

عنوان مقاله [English]

Study of the Effect of Machining Parameters on Drilling of Composite Materials and Monitoring of Process by Acoustic Emission

نویسندگان [English]

• H. Heidary
• N. Zarif Karimi
• M. Ahmadi Najafabadi
• A. Rahimi

چکیده [English]

Drilling is one of the main machining processes carried out in the assembly stage of automobile manufacturing and aerospace components. Generally, delamination is considered as a major problem during drilling of composite materials. In this paper, the effects of feed rate, cutting speed and drill point angle on thrust force and delamination factor have been studied by using full factorial design. According to the results, feed rate has the most significant effect on thrust force followed by drill point angle. Moreover, the Half-Normal plot was used to identify which experiment factors have significant effects on the delamination factor; According to the results, feed rate has the most important effect. Acoustic emission signals and wavelet analysis were employed to monitor drilling process and discriminate frequency distributions of different cutting mechanisms. After time-frequency analyzing of AE signals, component 2 (EPC2) with frequency range of 62.5-125 kHz was attributed to matrix cracking and component 5 (EPC5) with frequency range of 250-312.5 kHz and average energy of 32% was attributed to fiber cutting.

کلیدواژه‌ها [English]

• Twist Drilling
• Composite
• Acoustic Emission
• Wavelet Analysis