复合混凝土界面力学性能和界面优化

摘要

复合混凝土作为一种绿色材料,应用于高精度数控机床床身制造.但现阶段所采用的平面接头,抵抗沿导轨方向载荷能力差,易以混合破坏的方式脱开,发生界面失效.这一弊端是当下阻碍复合混凝土床身推广的最主要因素.对此,从外形因素的角度提出了使用空间曲面作为结合界面来提高粘接性能的方法.复合混凝土双材料粘接接头为各式空间曲面时,其力学性能各异.采用对比试验和静态力学性能测试来表征其界面结合强度,结果表明:沿导轨方向具有连续波浪曲线的接头可使复合混凝土具有更大更连贯的有效粘接面积,更少的应力集中,粘接强度比平面提高15％～24％,比锯齿面提高4％～7％.利用Matlab对结合界面进行数学建模和优化求解,得到最优曲面的数学模型为Y(A,ω)=25sin(0.2094x).以此法改进床身制造工艺可显著改善床身界面脱开问题.