1.一種CFRP與鈦合金疊層結(jié)構(gòu)鉆孔分層缺陷的預(yù)測方法，其特征在于：該方法具體包
括如下步驟：
步驟1、設(shè)置分層缺陷要求，即許用的分層缺陷區(qū)域最大直徑；
步驟2、計算碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)生分層缺陷的臨界軸向切削力；
步驟2.1、基于理論解析方法，建立碳纖維復(fù)合材料鉆孔產(chǎn)生分層缺陷的臨界軸向切削
力計算公式，如式(1)所示；
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其中，F(xiàn)
A為鉆孔軸向切削力，G
IC是單位面積上碳纖維復(fù)合材料裂紋的擴(kuò)展能量，E為彎
曲彈性模量，h為碳纖維復(fù)合材料單層厚度，v為泊松比；
步驟2.2、采用超景深顯微鏡觀察、測量復(fù)合材料板材，獲得碳纖維復(fù)合材料板材單層
厚度；
步驟2.3、將復(fù)合材料板材單層厚度、碳纖維復(fù)合材料裂紋擴(kuò)展能量、彈性模量和泊松
比變量代入公式(1)計算公式，獲得產(chǎn)生分層缺陷的臨界軸向切削力；
步驟3、計算平穩(wěn)制孔初始階段的鉆孔軸向切削力；
步驟3.1、進(jìn)行疊層結(jié)構(gòu)鉆孔正交試驗，在鉆孔進(jìn)入平穩(wěn)制孔階段的初始時，采用測力
儀采集、測量每組試驗的鉆孔軸向切削力，碳纖維復(fù)合材料和鈦合金疊層結(jié)構(gòu)鉆孔達(dá)到平
穩(wěn)制孔初始階段的標(biāo)準(zhǔn)為鉆削5個或6個孔；
步驟3.2、通過對步驟3.1的軸向切削力數(shù)據(jù)分析處理，建立與鉆頭螺旋角、頂角、外緣
后角、制孔切削速度、制孔進(jìn)給量相關(guān)的碳纖維復(fù)合材料鉆孔切削力經(jīng)驗公式，如式(2)所
示；
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其中，F(xiàn)
zsi為碳纖維復(fù)合材料鉆孔平穩(wěn)制孔初始階段的鉆孔軸向切削力，β為鉆頭螺旋
角，α
r為鉆頭外緣后角，
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為鉆頭頂角，Vc為鉆孔切削速度，fr為鉆孔每轉(zhuǎn)進(jìn)給量；
步驟3.3、通過式(2)計算平穩(wěn)制孔初始階段的鉆孔軸向切削力；
步驟4、計算隨制孔數(shù)量變化的整個平穩(wěn)制孔階段的動態(tài)實時軸向切削力；
步驟4.1、進(jìn)行疊層結(jié)構(gòu)連續(xù)鉆削多孔試驗，采用測力儀測量鉆削每一孔的實時軸向切
削力；
步驟4.2、通過數(shù)據(jù)分析處理，得到軸向切削力與制孔數(shù)量的關(guān)系曲線，基于平穩(wěn)制孔
初始階段的鉆孔軸向切削力，建立整個平穩(wěn)制孔階段切削力與制孔數(shù)量的線性映射關(guān)系公
式，如式(3)所示；
F
Nb＝1.136N+102.927+F
zsi (3)
其中，F(xiàn)
Nb為鉆孔過程動態(tài)實時軸向切削力，N為鉆孔數(shù)量；
步驟4.3、通過輸入不同的制孔數(shù)量，計算動態(tài)實時的軸向切削力；
步驟4.4、比較步驟4.3的動態(tài)實時切削力F
Nb與步驟1的臨界切削力F
A，判斷是否產(chǎn)生分
層缺陷；
如果F
Nb小于F
A，則不產(chǎn)生分層缺陷，增加制孔數(shù)量，繼續(xù)執(zhí)行步驟4.3；如果F
Nb大于或等
于F
A，則產(chǎn)生分層缺陷，執(zhí)行步驟5；
步驟5、預(yù)測分層缺陷區(qū)域直徑及最大制孔數(shù)量；
步驟5.1、進(jìn)行疊層結(jié)構(gòu)連續(xù)鉆削多孔試驗，采用超聲波檢測復(fù)材分層缺陷區(qū)域的面
積，同時采用測力儀測量鉆孔的軸向切削力；
步驟5.2、通過數(shù)據(jù)處理，采用理論解析方法，建立分層缺陷區(qū)域直徑預(yù)測分析模型，該
預(yù)測分析模型如式(4)所示；
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其中，D
m為分層缺陷區(qū)域最大直徑，D為鉆孔直徑；
步驟5.3、通過預(yù)測分析模型式(4)，預(yù)測分層缺陷區(qū)域的直徑，并獲得滿足步驟1分層
缺陷要求的最大制孔數(shù)量。
