Influence of Fiber Orientation on Single-Point Cutting Fracture Behavior of Carbon-Fiber/Epoxy Prepreg Sheets

Wei, Yuejun; An, Qinglong; Cai, Xun; Chen, Ming; Ming, Weiwei

doi:10.3390/ma8105336

Cited by 12 publications

(10 citation statements)

References 22 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…However, increase of AE signal RMS amplitude is not significant. In article [9] is shown, that to ascending of CM machining speed and decreasing of cutting depth there is decreasing AE investigated parameters. Such parameters are: AE events count rate, AE events number, AE events energy.…”

Section: Analysis Of the Latest Researches And Publicationsmentioning

confidence: 95%

Інформативність Параметрів Експериментальних Сигналів Акустичної Емісії В Технологічних Процесах Механічної Обробки Композита

Filonenko

Zaritskyi

2018

Proceedings of the NAU

View full text Add to dashboard Cite

Мета: Метою роботи є експериментальні дослідження впливу швидкості механічної обробки композита на енергетичні параметри акустичної емісії. Методи дослідження: Дослідження були засновані на реєстрації та обробці експериментальних сигналів акустичної емісії при механічній обробці композиційного матеріалу. Була проведена статистична обробка експериментальних сигналів акустичної емісії з аналізом енергетичних параметрів акустичного випромінювання. Був проведений аналіз закономірностей зміни статистичних енергетичних параметрів акустичної емісії та їх чутливості до зміни швидкості механічної обробки композита, а також порівняння чутливості енергетичних та амплітудних параметрів акустичного випромінювання. Результати: Отримано, що при зростанні швидкості механічної обробки композита відбувається зростання середнього рівня енергії експериментальних сигналів акустичної емісії та величини його розкиду. При цьому найбільше зростання спостерігається у дисперсії середнього рівня енергії акустичного випромінювання. Визначено, що статистичні енергетичні параметри експериментальних сигналів акустичної емісії мають не лінійний характер зростання. Зростання енергетичних параметрів експериментальних сигналів акустичної емісії випереджає зростання їх амплітудних параметрів. Обговорення: Проведені експериментальні дослідження енергетичних параметрів акустичного випромінювання при зростанні швидкості механічної обробки композита. Статистична обробка даних показала, що закономірності зростання середнього рівня енергії сигналу акустичного випромінювання, його стандартного відхилення і дисперсії добре описуються степеневими функціями. При цьому показано, що найбільшу чутливість до зростання швидкості механічної обробки композита має дисперсія середнього рівня енергії експериментальних сигналів акустичної емісії. Порівняння амплітудних і енергетичних параметрів акустичної емісії показало, що процентний приріст дисперсії середнього рівня енергії експериментальних сигналів випереджає процентний приріст середнього рівня енергії та його стандартного відхилення, а також приріст всіх статистичних амплітудних параметрів акустичного випромінювання. Результати проведених досліджень можуть використовуватися при рішенні ряду задач: оптимізація параметрів процесу механічної обробки композита; розробка методів контролю, моніторингу та управління параметрами технологічних процесів.

show abstract

Section: Analysis Of the Latest Researches And Publicationsmentioning

confidence: 95%

Інформативність Параметрів Експериментальних Сигналів Акустичної Емісії В Технологічних Процесах Механічної Обробки Композита

Filonenko

Zaritskyi

2018

Proceedings of the NAU

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…In addition to the technological parameters of milling, another important aspect is the appropriate selection of tools. Among the tools used for milling polymer composites, there are tools with a polycrystalline diamond (PCD) insert, tools with a chemically applied thin coating (CVD), tools with a physically applied coating (PVD) and uncoated carbide tools [ 1 , 20 ]. This selection depends on the type of composite material, expected machining results and tool costs.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Machinability Measurements in Milling and Recurrence Analysis of Thin-Walled Elements Made of Polymer Composites

Ciecieląg

2023

Materials

View full text Add to dashboard Cite

The milling of polymer composites is a process that ensures dimensional and shape accuracy and appropriate surface quality. The shaping of thin-walled elements is a challenge owing to their deformation. This article presents the results of milling polymer composites made of glass and carbon fibers saturated with epoxy resin. The milling of each material was conducted using different tools (tools with polycrystalline diamond inserts, physically coated carbide inserts with titanium nitride and uncoated carbide inserts) to show differences in feed force and deformation after the machining of individual thin-walled samples. In addition, the study used recurrence analysis to determine the most appropriate quantifications sensitive to changes occurring in milling different materials with the use of different tools. The study showed that the highest forces occurred in milling thin-walled carbon-fiber-reinforced plastics using uncoated tools and the highest feeds per revolution and cutting speeds. The use of a high feed per revolution (0.8 mm/rev) in carbon-fiber-reinforced plastics machining by uncoated tools resulted in a maximum feed force of 1185 N. A cutting speed of 400 m/min resulted in a force of 754 N. The largest permanent deformation occurred in the milling of glass-fiber-reinforced composite samples with uncoated tools. The permanent deformation value of this material was 0.88 mm. Low feed per revolution (0.1 mm/rev) resulted in permanent deformations of less than 0.30 mm for both types of materials. A change in feed per revolution had the most significant effect on the deformations of thin-walled polymer composites. The analysis of forces and deformation made it possible to conclude that high feed per revolution were not recommended in composite milling. In addition to the analysis of machining thin-walled composites, the novelty of this study was also the use of recurrence methods. Recurrence methods were used to determine the most appropriate quantifications. Determinism, averaged diagonal length and entropy have been shown to be suitable quantifications for determining the type of machined material and the tools used.

show abstract

“…Considering these factors, a new machinability index method was developed for different composites. 18-23 The selected combination of two polymer composites, layup sequence, and the method of fabrication also influenced the machining parameters.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The effect of fiber orientation on mechanical properties and machinability of GFRP composites by end milling using cutting force analysis

Kumar

Prakash

2021

Polymers and Polymer Composites

View full text Add to dashboard Cite

In recent years, glass fiber-reinforced polymer (GFRP) composite materials have become a viable alternative material for different engineering applications due to their superior/excellent properties. The strength of the composite is positively related to the orientation of the fiber material. However, the machinability is still a problem when components are manufactured using the GFRP composites due to their anisotropic properties. The aim of this analytical research paper is to investigate the influence of fiber orientation on the strength and machinability in slot milling of GFRP fabricated using the vacuum infusion method. The fiber orientations of 0°/90° and ±45° are used for the fabrication of GFRP composite laminates. The experiments were conducted using an orthogonal array. Analysis of variance was employed to determine the influence of milling parameters such as cutting speed, transverse feed rate, and axial depth of cut (A.D.O.C.) for the surface finish (Ra), cutting force, and Machinability index (MI). The MI is calculated based on specific cutting pressure. The influence of fiber orientation on the cutting force and surface topography was analyzed. It was concluded that the cutting forces were significantly influenced by the fiber orientation and not affected by the machining parameters. The results revealed that the transverse feed rate was the primary influencing parameter responsible for the increase in MI (40 to 56%). The A.D.O.C. was accountable for the increase in cutting force (55 to 94%). Similarly, the cutting speed influenced Ra, which increased from 17 to 37%.

show abstract

Influence of Fiber Orientation on Single-Point Cutting Fracture Behavior of Carbon-Fiber/Epoxy Prepreg Sheets

Cited by 12 publications

References 22 publications

Інформативність Параметрів Експериментальних Сигналів Акустичної Емісії В Технологічних Процесах Механічної Обробки Композита

Інформативність Параметрів Експериментальних Сигналів Акустичної Емісії В Технологічних Процесах Механічної Обробки Композита

Machinability Measurements in Milling and Recurrence Analysis of Thin-Walled Elements Made of Polymer Composites

The effect of fiber orientation on mechanical properties and machinability of GFRP composites by end milling using cutting force analysis

Contact Info

Product

Resources

About