王志超，林有希，林华

(福州大学 机械工程及自动化学院，福建 福州 350108)

0 引言

碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)轻质，具有纤维的柔曲性和可编性，其硬度相当于一般高速钢的硬度。CFRP从以前主要集中在航空航天及代表科技前沿的军事领域，逐步拓展到工业应用领域，特别是近几年以来，碳纤维的成本逐渐降低，使得CFRP在建筑、体育休闲、交通运输等领域的应用大幅增长[1-2]。CFRP的材料性能及发展趋势正顺应了汽车工业的发展需求，对促进国民经济发展具有重要的现实意义。因为CFRP导热性差、各向异性以及层间强度低等特点，在孔加工时容易出现分层、出入口的毛刺和劈裂等缺陷[3-6]。本文综述了近几年来CFRP孔加工缺陷的研究进展，并对未来的发展方向作了展望。

1 分层缺陷

CFRP产品整体性能的优劣主要受其零件孔加工质量的影响，在CFRP孔的实际加工过程中，一旦产生分层损伤便不可修复，是最重要的一类缺陷。在航天制造领域，对飞机进行组装的过程中60%的装配失效是分层导致的[7]。分层缺陷就是CFRP孔加工过程中层间应力或制造缺陷等引起的不同铺层之间的脱胶破坏现象。CFRP孔加工分层主要是由钻削热和钻削力造成的[8]。

钻削时，因为纤维和基体组分的热膨胀系数不同，随着工件和刀具接触部位温度的产生和增高，热应力随之产生。几何边界层因为受到热效应而导致应力集中，造成局部应变的出现，从而引起分层。因为钻削温度为梯度分布，有效作用范围只集中在切削刃附近，且作用时间很短，所以钻削力的作用占绝对主要成分，分层受钻削温度的影响比钻削力要小得多。……