新能源、新材料的应用随着工业的发展已逐渐成为热点话题,现代工业对先进复合材料的需要日益增加,复合材料在国防领域的机械结构中所占比重越来越大,在此背景下,针对纤维增强复合材料的刚度、强度及损伤机理的研究一直是复合材料研究的热点和难点问题。诸多学者从仿真、实验方面进行复合材料性能的分析,但复合材料的切削、磨削加工机理的探究尚不成熟,仍需进行更深一步的探索。本文利用有限元思想分别从微观尺度对单向纤维束进行磨削加工仿真分析,从细观尺度对石英纤维复合材料进行单磨粒磨削以及砂轮磨削动态仿真,并利用声发射技术实施损伤监测,通过对声发射信号的后处理以及对加工后材料表面形貌的扫描电镜观测,与仿真形成对比分析,探究了不同纤维方向角石英纤维复合材料的磨削性能以及损伤机理。本文的具体工作如下:从微观尺度上建立了纤维束力学模型,利用有限元思想对其进行动态磨削加工仿真。分别赋予纤维束不同的材料方向,对纤维束材料轴向与磨削方向成不同夹角时的磨削力以及材料产生的等效应力、等效应变进行综合分析,探究复合材料的各向异性对材料磨削性能的影响,探究材料弹性模量、剪切模量、拉压强度、剪切强度对材料磨削质量的影响。从细观尺度上对石英纤维复合材料单磨粒磨削进行动态仿真。由整体到局部的思路来探究复合材料在加工过程中各相材料可能发生的损伤模式及整体失效模式,探究界面、基体、纤维在发生失效时损伤起始及损伤演化规律,探究了不同组分材料对复合材料性能的影响。依据实际加工工况,建立石英纤维复合材料的砂轮磨削有限元模型,更切合实际地模拟复合材料加工过程。分别从工件各个平面各取两垂直方向进行磨削仿真分析,通过声发射技术监测分析磨削实验中材料发生的各损伤模式,利用扫描电镜观察工件表面形貌,与仿真对比分析材料在砂轮不同磨削方向下的磨削性能,对复合材料表面磨削质量进行了分析。本文从仿真和实验两个方面对石英纤维复合材料的失效模式和渐进损伤行为进行了分析研究,对单向纤维束和机织复合材料整体的磨削过程进行动态有限元模拟仿真,通过声发射技术对工件磨削加工监测,并观察工件表面形貌,实验结果与仿真吻合较好,很好地揭示了石英纤维复合材料的磨削加工机理。