碳纖維復(fù)合材料傳動軸結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算方法研究.pdf

1、上世紀(jì)九十年代起，西方發(fā)達(dá)國家開始在船舶傳動軸系中使用碳纖維復(fù)合材料傳動軸。與傳統(tǒng)金屬傳動軸相比，碳纖維復(fù)合材料傳動軸具有強(qiáng)度高、重量輕、可對系統(tǒng)進(jìn)行更優(yōu)化的布置、軸承的支反力較小及優(yōu)良的位移補(bǔ)償能力等優(yōu)點(diǎn)。隨著碳纖維復(fù)合材料傳動軸應(yīng)用技術(shù)研究的進(jìn)一步深入，碳纖維復(fù)合材料傳動軸將具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文在復(fù)合材料經(jīng)典力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，確定了適用于碳纖維復(fù)合材料傳動軸結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算的理論計算方法。根據(jù)蔡－吳張量準(zhǔn)則,利用M

2、atlab軟件設(shè)計編制了層合板破壞強(qiáng)度的計算程序。
　　 本文在復(fù)合材料有限元理論的基礎(chǔ)上，利用ANSYS有限元軟件確定了復(fù)合材料傳動軸的有限元計算方法。由有限元計算得到的靜力學(xué)結(jié)果與復(fù)合材料經(jīng)典力學(xué)理論計算的結(jié)果比較接近，相對誤差只有5.7％。本文對給定性能參數(shù)的碳纖維復(fù)合材料傳動軸樣機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定了該樣機(jī)的壁厚及最佳鋪層方式。并對采用最佳鋪層方式設(shè)計的樣機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核計算，計算結(jié)果滿足樣機(jī)性能指標(biāo)的設(shè)計要求。