發(fā)布時間：2017-06-05 11:12

  本文關(guān)鍵詞：碳纖維復合材料輥軸式涂膠輥裝置設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：復合材料在其組成結(jié)構(gòu)、物理化學性能及加工工藝等方面與金屬、工程材料之類的傳統(tǒng)材料有明顯區(qū)別，其力學性能與之相比也呈現(xiàn)出自身的特性。復合材料本質(zhì)為各向異性更為明顯的多相組成材料，這些材料通常表現(xiàn)為物理化學性能較為優(yōu)越并且材料內(nèi)部界面分布均勻，因此復合材料所呈現(xiàn)的材料性能能明顯優(yōu)于其組成材料，同時組合成的復合材料具備一些特有的材料性能，，通過對不同材料的重組加工能達到優(yōu)化組成材料的剛度、強度、彈性模量等。歐美發(fā)達國家在20世紀90年代初期就探索性地將碳纖維復合材料傳動軸運用在汽車、船舶、工業(yè)系統(tǒng)傳動系中。與傳統(tǒng)的金屬工程材料相比，碳纖維復合材料所具備的強度、剛度較高，碳纖維層合板耐酸腐蝕以及纖維良好的延展性而具備的位移補償能力，質(zhì)量較輕而便于優(yōu)化金屬結(jié)構(gòu)布局等特點。隨著碳纖維復合材料應(yīng)用研究的進一步探索，碳纖維復合材料將具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文針對碳纖維復合材料構(gòu)件運進行復合材料經(jīng)典力學理論進行基礎(chǔ)性研究，并分別從應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系在單層材料中的關(guān)系、單層板及層合板柔度和剛度計算、各向異性復合材料強度理論計算等確立了適用于本課題復合材料涂膠輥結(jié)構(gòu)裝置設(shè)計與計算的理論方法。最后運用蔡-吳張量準則為強度校核標準計算層合板破壞強度極限。 在確立了復合材料有限元理論分析有效性的基礎(chǔ)上，運用有限元分析軟件ANSYS確立了適用于本課題的計算方法，運用該軟件對設(shè)計的涂膠輥進行靜力學、模態(tài)等方面的分析，比對分析結(jié)果與理論計算結(jié)果，得出有限元軟件分析結(jié)果與理論計算結(jié)果相近。在確立了復合材料厚度的前提下，分析不同鋪層角度、比例的涂膠輥模型的應(yīng)力分布和該輥體扭轉(zhuǎn)性能的影響，選擇最佳的鋪層方案。完成了對涂膠輥的有限元分析，發(fā)揮復合材料的比模量和比剛度特性，在有限的設(shè)計時間內(nèi)，得出相應(yīng)的方案。
【關(guān)鍵詞】：復合材料 層合板 涂膠輥 ANSYS
【學位授予單位】：武漢工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TB332;TH122
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 碳纖維復合材料國內(nèi)外應(yīng)用及研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 應(yīng)用現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 課題研究目的和內(nèi)容15-17
• 第2章 碳纖維復合材料理論設(shè)計基礎(chǔ)17-31
• 2.1 復合材料基本力學性能17-18
• 2.2 復合材料基本構(gòu)造及制法18-19
• 2.3 復合材料加工方法19-21
• 2.4 復合材料輥軸設(shè)計力學基礎(chǔ)21-25
• 2.4.1 單層復合材料應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系21-22
• 2.4.2 單層復合材料應(yīng)力轉(zhuǎn)軸公式22-24
• 2.4.3 層合板面內(nèi)工程彈性常數(shù)24
• 2.4.4 層合板剛度矩陣24-25
• 2.4.5 層合板柔度矩陣25
• 2.5 正交各向異性單層材料強度理論25-29
• 2.5.1 最大應(yīng)力理論25-26
• 2.5.2 最大應(yīng)變理論26
• 2.5.3 HILL-蔡強度強度26-28
• 2.5.4 蔡-吳張量理論28-29
• 2.6 層合板強度指標29
• 2.7 本章小結(jié)29-31
• 第3章 碳纖維復合材料軸輥結(jié)構(gòu)設(shè)計31-43
• 3.1 輥體結(jié)構(gòu)設(shè)計及靜力學分析31-37
• 3.1.1 碳纖維復合材料涂膠輥纖維厚度分析31-32
• 3.1.2 碳纖維復合材料涂膠輥纖維層數(shù)分析32
• 3.1.3 碳纖維層合板的鋪層設(shè)計32-37
• 3.1.3.1 碳纖維層合板鋪層原則分析32-33
• 3.1.3.2 碳纖維層合板鋪層角度分析33-36
• 3.1.3.3 碳纖維層合板強度極限分析36-37
• 3.2 碳纖維復合材料涂膠輥纖維鋪層方案37-38
• 3.3 碳纖維復合材料涂膠輥校核38-41
• 3.3.1 涂膠輥許用應(yīng)力值計算38-40
• 3.3.2 涂膠輥臨界轉(zhuǎn)速計算40-41
• 3.3.3 涂膠輥剪切應(yīng)力計算41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第4章 基于 ANSYS 軟件的復合材料涂膠輥有限元分析43-60
• 4.1 研究背景43
• 4.2 有限單元法分析簡介43-45
• 4.3 復合材料模型建立45-49
• 4.3.1 單元類型選擇45-48
• 4.3.2 定義材料層疊結(jié)構(gòu)48-49
• 4.3.3 失效準則定義49
• 4.4 復合材料涂膠輥表面鋪層結(jié)構(gòu)有限元分析49-54
• 4.4.1 定義單元機材料常數(shù)49-50
• 4.4.2 定義復合材料涂膠輥失效參數(shù)50-51
• 4.4.3 定義復合材料涂膠輥層疊結(jié)構(gòu)51
• 4.4.4 復合材料涂膠輥求解分析51-54
• 4.5 復合材料涂膠輥線性靜力分析54-55
• 4.6 復合材料涂膠輥模態(tài)分析55-57
• 4.7 本章小結(jié)57-58
• 4.8 碳纖維復合材料涂膠輥制作與實驗58-60
• 4.8.1 靜扭實驗58
• 4.8.2 實驗結(jié)果分析58-59
• 4.8.3 復合材料涂膠輥使用效果分析59
• 4.8.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 總結(jié)與展望60-62
• 5.1 本文總結(jié)60-61
• 5.2 不足與展望61-62
• 參考文獻62-64
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文64-66
• 致謝66

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3 王士鵬;;碳纖維復合材料深腔殼體成型模設(shè)計[J];電子機械工程;2013年01期

4 李永柱;大型碳纖維復合材料冂形梁的制造[J];洪都科技;1983年01期

5 陳宏章;;第二次民用碳纖維復合材料座談會在上海舉行[J];纖維復合材料;1984年01期

6 徐維強;;民用碳纖維復合材料產(chǎn)品的研制及應(yīng)用[J];纖維復合材料;1985年03期

7 張貴學;孫樹淳;;近年來我國民用碳纖維復合材料的發(fā)展概況[J];纖維復合材料;1985年03期

8 于德昌 ,姜從典 ,李元珍 ,趙華;高速飛機碳纖維復合材料垂尾壁板的研制[J];航空材料;1986年02期

9 ;碳纖維復合材料應(yīng)用——四人皮艇研制成功[J];中山大學學報(自然科學版);1988年03期

10 梁大開,邱浩,陶寶祺;碳敷層光纖在碳纖維復合材料智能結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J];南京航空航天大學學報;2000年06期

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1 楊小平;隋剛;李鵬;于運花;;實現(xiàn)汽車輕量化的碳纖維復合材料技術(shù)及應(yīng)用進展[A];2009年全國高分子學術(shù)論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

2 常量;張建飛;;碳纖維復合材料在航空領(lǐng)域應(yīng)用初探[A];2010全國機械裝備先進制造技術(shù)(廣州)高峰論壇論文匯編[C];2010年

3 胡良全;;碳纖維復合材料應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)機遇[A];2011中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集（第二卷）[C];2011年

4 郭永超;高成;宋雙;楊強;;不同激勵源作用下的碳纖維復合材料的導電性能研究[A];第22屆全國電磁兼容學術(shù)會議論文選[C];2012年

5 陳亞莉;;第15章 碳纖維復合材料[A];中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2010）[C];2011年

6 李蘭柱;康仁科;;碳纖維復合材料無墊板高速鉆孔技術(shù)研究[A];復合材料——基礎(chǔ)、創(chuàng)新、高效：第十四屆全國復合材料學術(shù)會議論文集（下）[C];2006年

7 蔡良元;白樹城;;一種航天器用碳纖維復合材料百葉窗的研制[A];復合材料——基礎(chǔ)、創(chuàng)新、高效：第十四屆全國復合材料學術(shù)會議論文集（下）[C];2006年

8 付春明;匡弘;付剛;于昕;楊炳東;;環(huán)氧碳纖維復合材料膠接用中溫固化結(jié)構(gòu)膠粘劑體系[A];復合材料的現(xiàn)狀與發(fā)展——第十一屆全國復合材料學術(shù)會議論文集[C];2000年

9 李園春;劉艷;李彤;范桂彬;;鈦合金及碳纖維復合材料在體育領(lǐng)域的應(yīng)用[A];2002年材料科學與工程新進展（下）——2002年中國材料研討會論文集[C];2002年

10 鐘天麟;周祝林;;碳纖維復合材料圓管性能研究[A];中國硅酸鹽學會2003年學術(shù)年會論文摘要集[C];2003年

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1 鄧敦望;碳纖維復合材料發(fā)展提速[N];中國石化報;2010年

2 羅文;碳纖維復合材料開拓尚需時日[N];中國質(zhì)量報;2010年

3 記者楊靜;碳纖維復合材料專業(yè)委員會成立[N];中國建材報;2011年

4 高欣 記者 徐舉;花園口碳纖維復合材料項目開工[N];大連日報;2011年

5 勤勤;碳纖維復合材料應(yīng)用現(xiàn)狀[N];中國建材報;2012年

6 趙淑玲 張曉君;碳纖維復合材料試驗裝置開建[N];中國化工報;2013年

7 郎小兵;結(jié)構(gòu)性碳纖維復合材料國家工程實驗室在航材院掛牌[N];中國航空報;2010年

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9 記者 劉亮;平?jīng)鎏祭w維復合材料一期項目通過初設(shè)評審[N];平?jīng)鋈請?2011年

10 盧超;國產(chǎn)碳纖維在電力行業(yè)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)[N];中國紡織報;2010年

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1 李凌;碳纖維復合材料數(shù)字化超聲檢測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學;2007年

2 華志恒;基于信號處理碳纖維復合材料孔隙率無損檢測方法研究[D];浙江大學;2006年

3 周鵬;碳纖維復合材料工件切削表面粗糙度測量與評定方法研究[D];大連理工大學;2011年

4 鮑永杰;C/E復合材料制孔缺陷成因與高效制孔技術(shù)[D];大連理工大學;2010年

5 韓紅彥;生物降解聚合物/廢碳纖維復合材料的制備與性能及結(jié)晶行為研究[D];北京化工大學;2012年

6 宋振華;冰載荷作用下碳纖維復合材料桁條加筋曲面板的沖擊動力響應(yīng)研究[D];暨南大學;2014年

7 曾俊;碳纖維/銅和CuO納米線/碳纖維復合材料的制備及性能研究[D];蘭州大學;2009年

8 李釗;碳纖維復合材料孔隙率超聲檢測與評價技術(shù)研究[D];浙江大學;2014年

9 鐘衛(wèi)洲;復合材料彈侵徹靶體的動力學行為研究[D];西南交通大學;2010年

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1 凡漢云;碳纖維復合材料電磁檢測試驗研究[D];南昌航空大學;2010年

2 關(guān)天發(fā);碳纖維復合材料在橋梁加固中的應(yīng)用研究[D];暨南大學;2008年

3 李鳳全;碳纖維復合材料制孔缺陷及對策的試驗研究[D];大連理工大學;2008年

4 任鵬飛;碳纖維復合材料紅外無損檢測的數(shù)值模擬[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學;2009年

5 邢光;碳纖維復合材料高速銑削參數(shù)研究[D];北方工業(yè)大學;2010年

6 王秀秀;碳纖維復合材料加固修補技術(shù)中的工藝力學問題研究[D];大連理工大學;2010年

7 孫艷杰;碳纖維復合材料窗口及孔自動加工技術(shù)研究[D];大連交通大學;2011年

8 徐學春;碳纖維復合材料載荷下?lián)p傷自診斷基礎(chǔ)研究及有限元分析[D];南昌航空大學;2012年

9 王芳;碳纖維復合材料鉆削軸向力有限元仿真研究[D];大連交通大學;2013年

10 佟沐霖;碳纖維復合材料鉆削過程仿真與實驗研究[D];哈爾濱理工大學;2014年

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