[发明专利]一种玻纤复合材料圆锯片临界屈曲荷载的确定方法

说明书

本发明公开了一种玻纤复合材料圆锯片临界屈曲荷载的确定方法，针对外径D、厚度H、中心孔直径Φ、法兰盘直径d的增强复合材料圆锯片；其中，刀座径向长度为L₁；玻纤复合材料中的增强纤维的弹性模量为E_f、泊松比为ν_f、体积含量为V_f；树脂基体的弹性模量为E_m、泊松比为ν_m、体积含量为V_m；刀座材料的弹性模量为E₁、泊松比为ν_m1；玻璃纤维增强复合材料的密度为ρ；中心孔边缘固定夹紧，切割工作时，锯片角速度为ω，所受法向力分量会使锯片发生面外屈曲，玻纤复合材料圆锯片临界屈曲荷载P_ncr由公式确定。借由本发明提供的的确定方法可以根据原始工况和材料参数，确定出圆锯片工作时的临界屈曲荷载Pncr，如此为玻纤复合材料圆锯片的设计与研制提供了依据。

技术领域

本发明涉及力学分析技术领域，具体涉及一种玻纤复合材料圆锯片临界屈曲荷载的确定方法。

背景技术

圆锯具有切割效率高、切割质量好等诸多优点，因而被广泛应用。目前，圆锯主要使用钢基板锯片，而钢基板锯片工作时的缺点是：(1)切割时产生的噪音很大(有的可高达110dB)，严重影响工作环境，损害工作人员身体健康；(2)质量重，耗能高，费用高。而轻质、降噪、耐腐蚀等恰恰是复合材料的优点，同时，使用复合材料制作锯片基板，还可以极大地降低锯片振动，减少切割崩边，提高了切割精度和切割质量。

但目前复合材料圆锯片的设计方法还不成熟，尤其是刚刚开始工作时，冲击径向荷载会使锯片发生屈曲，轻者切割崩边，严重时甚至直接致使锯片失效，而这实际是一个复杂载荷作用下的稳定性问题，而该问题还未被解析求解，因而影响着复合材料锯片的设计与研制。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明公开了一种玻纤复合材料圆锯片临界屈曲荷载的确定方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明公开了一种玻纤复合材料圆锯片临界屈曲荷载的确定方法，

针对外径D、厚度H、中心孔直径Φ、法兰盘直径d的玻璃纤维增强复合材料圆锯片而确认临界屈曲荷载；

其中，刀座径向长度为L₁；

玻纤复合材料中的增强纤维的弹性模量为E_f、泊松比为v_f、体积含量为V_f；

玻纤复合材料中的树脂基体的弹性模量为E_m、泊松比为v_m、体积含量为V_m；

刀座材料的弹性模量为E₁、泊松比为v_m1；

玻璃纤维增强复合材料的密度为ρ；

中心孔边缘固定夹紧，切割工作时，锯片角速度为ω，所受法向力分量会使锯片发生面外屈曲，玻纤复合材料圆锯片临界屈曲荷载P_ncr由公式(1)确定：

其中：

π为圆周率；

E_x1＝E₁为刀座材料的弹性模量；

为屈曲点刀座对z轴的惯性矩；

E_x2为玻璃纤维增强复合材料基板xy面的弯曲弹性模量，能够由实验测试得到，也能够通过理论计算得到，理论计算的公式如下：