切割方法对聚合物基复合材料开孔试样力学性能的影响

来源：机械工程材料杂志2025年第4期北京时间：

作者：潘星, 贾仕君

摘要：采用刀具机械加工、磨料水射流加工和纳秒激光加工在玻璃纤维增强酚醛树脂基复合材料、碳纤维增强环氧树脂基复合材料以及玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料板上制备中心带直径6 mm圆孔、尺寸为200 mm×25 mm×2 mm的矩形试样，对比了不同切割方法下的加工精度、表面粗糙度以及形貌特征，研究了切割方法对不同复合材料力学性能的影响。结果表明：磨料水射流加工试样表面粗糙度最小，刀具机械加工次之，两者加工精度较高，纳秒激光加工试样表面粗糙度最大，且加工精度较低；刀具机械加工和磨料水射流加工孔侧面均出现少量毛刺及分层等缺陷，切割面无开裂及热影响区，纳秒激光加工切割面发生严重的烧蚀和氧化；对于玻璃纤维增强酚醛树脂基复合材料，3种切割方法下开孔拉伸强度相似；对于碳纤维增强环氧树脂基复合材料，刀具机械加工下开孔拉伸强度最大，磨料水射流加工次之，纳秒激光加工最小；对于玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料，刀具机械加工和磨料水射流加工下开孔拉伸强度相似且较大，纳秒激光加工下较小。

关键词：聚合物基复合材料, 切割方法, 力学性能, 数字图像相关