碳纖維復(fù)合材料傳動(dòng)軸的動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、隨著傳動(dòng)軸性能要求的不斷提高，高轉(zhuǎn)速、大長徑比和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的傳動(dòng)軸被廣泛使用。因此，機(jī)械系統(tǒng)在運(yùn)行過程中容易產(chǎn)生共振。共振會(huì)使機(jī)械零部件產(chǎn)生松動(dòng)或發(fā)生疲勞破壞，產(chǎn)生噪聲，影響機(jī)械的加工精度。使用碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)的傳動(dòng)軸，在大幅減輕結(jié)構(gòu)自重的同時(shí)，可以提高固有頻率，減少噪聲，降低傳動(dòng)系統(tǒng)能量損失，提高抗振性能。
　　 本文考慮到碳纖維復(fù)合材料力學(xué)特性的各項(xiàng)異性，沿著纖維方向，復(fù)合材料的抗拉和抗壓性能較好，因此碳纖維復(fù)合材料的性能參

2、數(shù)具有可設(shè)計(jì)性。在傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)中，可以利用碳纖維復(fù)合材料這種可變的性能參數(shù)來滿足不同的動(dòng)力學(xué)性能要求。針對碳纖維復(fù)合材料與金屬混合制成的軸，可以通過改變軸中碳纖維部分的鋪層方式來使碳纖維傳動(dòng)軸的動(dòng)力學(xué)特性滿足需求。
　　 本文主要針對碳纖維復(fù)合材料傳動(dòng)軸動(dòng)力學(xué)特性中的固有頻率和模態(tài)振型兩方面內(nèi)容進(jìn)行研究。首先，根據(jù)某電機(jī)傳動(dòng)軸的技術(shù)要求設(shè)計(jì)出碳纖維復(fù)合材料傳動(dòng)軸試件。其次，根據(jù)推導(dǎo)出的軸類零件的動(dòng)力學(xué)方程，運(yùn)用matlab軟件編

3、程計(jì)算得到了碳纖維復(fù)合材料傳動(dòng)軸試件的前三階固有頻率和模態(tài)振型。再次，選取SAMCEF軟件針對該碳纖維復(fù)合材料傳動(dòng)軸試件建立有限元模型并進(jìn)行有限元模態(tài)分析。其后，對試件進(jìn)行激振實(shí)驗(yàn)，測量出其前三階固有頻率并與理論計(jì)算和有限元模態(tài)分析得出的數(shù)值進(jìn)行對比，分析差異。最終證明了有限元分析模型和分析過程的有效性，獲得了適合于碳纖維復(fù)合材料傳動(dòng)軸動(dòng)力學(xué)性能設(shè)計(jì)的有限元模型。最后，采用該有限元模型，探討了不同鋪層順序，鋪層角度，鋪層厚度對碳纖維復(fù)合