Untitled

Funder

Organizational Unit

Publications

Damage assessment of drilled hybrid composite laminates

Publication . Durão, Luís M.; Magalhães, A. G.; Marques, A. T.; Tavares, João Manuel R. S.

Hole drilling operations are common in fibre reinforced plastics - FRP’s - to facilitate fastener assembly to other parts in more complex structures. As these materials are non-homogeneous, drilling causes some damages, like delamination, for example. Delamination can be reduced by a careful selection of drilling parameters, drill material and drill bit geometry. In this work two types of laminates are drilled using different machining parameters and comparing drill geometries. Results show the importance of a cautious selection of these variables when composites’ drilling is involved.

2008Journal article

Open access

Avaliação de ferramentas na furação de laminados compósitos

Publication . Gonçalves, Daniel J. S.; Durão, Luís M.; Albuquerque, Victor Hugo C. de; Tavares, João Manuel R. S.; Baptista, A. P. M.

The development of cutting tools becomes a challenge to the industry of composite materials to obtain high quality holes, minimizing damage. This work aims to examine the influence of various parameters such as feed rate and tool geometry on thrust forces developed during drilling operations and on the extent of damage. In this work, a comparative study of tool geometry with the aim of reducing the associated damage during drilling process is presented. In the end a good combination of tool geometry and drilling parameters based on experimental work will be presented.

2011Journal article

Open access

Modelação da furação de laminados por elementos finitos

Publication . Durão, Luís M.; Gonçalves, Daniel J. S.; Moura, M. F. S. F. de; Marques, A. T.

O recurso ao Método de Elementos Finitos (MEF) para a simulação e estudo da maquinagem tem vindo a merecer um interesse crescente. Neste trabalho comparam-se os resultados experimentais obtidos usando diferentes brocas helicoidais com uma simulação numérica da furação usando elementos sólidos tridimensionais do software ABAQUS® Explicit. Os resultados obtidos mostram a aplicabilidade do modelo, nomeadamente no que respeita à variação do principal parâmetro de corte no processo de furação – o avanço – e da geometria da ferramenta. O desenvolvimento das forças axiais durante a furação está directamente relacionado com a selecção dos parâmetros de corte e geometria de ferramenta e contribui para a existência de danos na placa. Assim, a minimização destas forças permite reduzir o risco de delaminação. Os resultados relativos à força para o início da delaminação são comparados com modelos analíticos já conhecidos. Os resultados numéricos apresentam uma concordância apreciável com os obtidos experimentalmente.

2012Journal article

Open access

Avaliação de ferramentas para a furação de laminados

Publication . Durão, Luís M.; Gonçalves, Daniel J. S.; Albuquerque, Victor Hugo C. de; Tavares, João Manuel R. S.

A utilização crescente de materiais compósitos nos mais variados domínios coloca novos desafios no projecto de ferramentas de corte dedicadas a este tipo de materiais, ao invés da tradicional adaptação das ferramentas desenvolvidas para materiais metálicos. Neste artigo apresenta-se um estudo comparativo de geometrias de broca com o objectivo de reduzir o dano associado. Para tal, são analisadas as forças desenvolvidas durante o processo de furação, a extensão da zona delaminada em redor do furo produzido e efectuados ensaios mecânicos com o objectivo de estabelecer uma correlação entre os diversos resultados e as características mecânicas das placas maquinadas. Assim, a referida comparação permite avaliar a importância da escolha adequada da geometria de ferramenta na diminuição do dano provocado e na melhoria das características mecânicas das peças envolvidas.

2010Journal article

Open access

Drilling process of composite laminates – a tool based analysis

Publication . Durão, Luís M.; Gonçalves, Daniel J. S.; Tavares, João Manuel R. S.; Albuquerque, Victor Hugo C. de

The distinctive characteristics of carbon fibre reinforced plastics, like low weight or high specific strength, had broadened their use to new fields. In order to join different components by using bolts, rivets or screws, one of the machining operations needed in composite structures is drilling. Usually, it is accepted that drilling can be carried out using conventional tools and machinery with adaptations. However, this operation can lead to different kind of damages being delamination the most severe as it can reduce the mechanical strength. The main mechanism responsible for delamination occurrence is the indentation caused by the drill chisel edge. It is accepted that a drilling process that reduces the thrust force exerted by the drill chisel edge during machining can decrease the risk of delamination. In this work, two combinations of the drilling process are compared: tool material – HSS, WC and PCD – and geometry – twist, Brad and step. The parameters considered for analysis include: thrust force, delamination extension open-hole strength and bearing strength. Statistical techniques are used in the evaluation. The work performed shows that a proper combination of the factors involved, like tool material, drill geometry or cutting parameters, can help to reduce the occurrence of delamination.

2010Journal article

Open access