編織復合材料傳動軸的數(shù)值模擬及分析軟件開發(fā).pdf

1、汽車傳動軸主要用來傳遞扭矩，在工作過程中受到很大的扭矩。傳統(tǒng)的復合材料傳動軸的設計大多是以經(jīng)典層合理論為基礎，這種結(jié)構(gòu)的復合材料纖維層與層之間容易分離破壞且損傷容限低、面內(nèi)的力學性能不均勻。為了提高復合材料傳動軸的抗扭能力與層間的剪切強度，本文采用整體結(jié)構(gòu)的三維編織結(jié)構(gòu)作為復合材料的增強體，有效的提高了傳動軸橫截面的剪切強度，具有比層合材料更優(yōu)秀的特性。編織結(jié)構(gòu)復合材料傳動軸采用三維編織和樹脂傳遞模塑成型的工藝方法制作而成，由于三維編織

2、技術整體化一次成型，纖維束在空間相互交織，不存在“層”的問題，同時也增強了抗損傷、抗沖擊的能力，并且可以根據(jù)需要設計各向性能。因此，對編織結(jié)構(gòu)復合材料傳動軸進行整體構(gòu)件的參數(shù)化建模和數(shù)值模擬具有重要的意義。
　　本文以某型號的傳動軸為研究對象。首先，以APDL語言為工具，利用有限元區(qū)域疊合法，建立了三維編織復合材料傳動軸的整體構(gòu)件的有限元模型，其中包括三維五向編織結(jié)構(gòu)增強體和樹脂基體，實現(xiàn)了有限元整體模型的參數(shù)化；其次，實現(xiàn)了編織

3、結(jié)構(gòu)復合材料傳動軸基于整體結(jié)構(gòu)的靜力學分析和模態(tài)分析，并采用Tsai-Wu準則對傳動軸進行了失效判斷，為編織復合材料傳動軸的設計提供的理論依據(jù)；然后，研究了編織角度對傳動軸扭轉(zhuǎn)性能的影響，轉(zhuǎn)速對固有頻率的影響；最后，基于Visual Basic6.0開發(fā)了編織復合材料傳動軸的有限元分析軟件，該軟件將繁瑣的ANSYS軟件的操作轉(zhuǎn)化可視化窗口的操作，通過后臺調(diào)用ANSYS軟件，實現(xiàn)了對編織復合材料傳動軸的模型參數(shù)修改、靜力學分析、模態(tài)分析、