کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5021573 1469360 2017 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
An approach on capturing the influence of the stochasticity of fibre distributions for modelling the variability of cutting forces in composite materials
ترجمه فارسی عنوان
رویکردی در جهت تأثیر تصادفات توزیع فیبر برای مدلسازی تغییرات نیروهای برش در مواد کامپوزیت
کلمات کلیدی
کامپوزیت فیبر، مدل سازی نیروی برشی، توزیع فیبر،
ترجمه چکیده
این مقاله یک مدل جدید برای ارزیابی تغییرات نیروهای برش متعامد برای فیبرهای متحرک به طور تصادفی توزیع شده در هنگام برش ساختارهای کامپوزیتی ارائه می دهد. تجزیه و تحلیل توزیع مکان های فیبر برای اولین بار در این موضوع معرفی شده است و به صورت تجربی تایید شده است، که به موجب روش تصادفی توزیع گاوسی برای شبیه سازی مکان های فیبر تصادفی در کامپوزیت ها انجام می شود. مدل نیروی برشی اختصاصی نیروهای حاصل را به نیروهای برش فیبر و ماتریس تقسیم می کند و برای اولین بار می تواند تغییرات نیروی مربوط به توزیع فیبر تصادفی را پیش بینی کند. برش متعامد کامپوزیت فیبر دو طرفه به سه مورد بر اساس رابطه بین جهت تغذیه ابزار و جهت گیری فیبر طبقه بندی شده است، همه این موارد برای اعتبارسنجی مدل پیشنهاد شده مورد توجه قرار گرفته است. اعتبار سنجی نشان می دهد که هر دو نیروی برش و مکان های فیبر توزیع گاوسی را با یک خطای استاندارد کمتر از یک درصد دنبال می کنند و مکان های فیبر شبیه شده با توام ساختار داخلی واقعی کامپوزیت در طی تحلیل توزیع نشان می دهد. علاوه بر این، نیروهای برش پیش بینی با داده های تجربی همخوانی دارند، به ویژه تغییرات آنها با تابع چگالی احتمال و تابع توزیع تجمعی، نشان دهنده درجه بالای سازگاری بین آنها است. این کار همچنین نشان می دهد که چارچوب مدل سازی پیشنهادی می تواند ارتباط زیادی با سایر برنامه های کاربردی مرتبط مانند مصرف انرژی و برآورد هزینه های ابزار داشته باشد، در حالیکه درک نیروهای برشی پویا بسیار مهم است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی (عمومی)
پیش نمایش مقاله
رویکردی در جهت تأثیر تصادفات توزیع فیبر برای مدلسازی تغییرات نیروهای برش در مواد کامپوزیت
چکیده انگلیسی
The paper presents a novel model to evaluate the variation of orthogonal cutting forces for randomly distributed unidirectional fibres when cutting composite structures. The distribution analysis of fibre locations is first introduced into this topic, and has been experimentally validated, resulting in a Gaussian distribution based random method to simulate the stochastic fibre locations within composites. The dedicated cutting force model divides the resultant forces into fibre and matrix cutting forces, and for the first time is able to predict the force variations corresponding to the stochastic fibre distributions. The orthogonal cutting of unidirectional fibre composite is classified into three cases based on the relation between the tool feed direction and the fibre orientation, all these cases are taken into account to validate the proposed model. The validation shows that both cutting forces and fibre locations follow the Gaussian distribution with a standard error lower than one percent, and the simulated fibre locations show a satisfactory agreement with the real composite internal structure during distribution analysis. Furthermore, the predicted cutting forces coincide with the experimental data, especially their variations evaluated by probability density function and cumulative distribution function demonstrate the high degree of consistency between them. This work also indicates the proposed modelling framework could be of high relevance to other relevant applications, such as energy consumption and tool wear estimation, where the understanding of the dynamic cutting forces is crucial.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Composites Part B: Engineering - Volume 125, 15 September 2017, Pages 27-38
نویسندگان
, , ,