本文關(guān)鍵詞：連接形狀對碳纖維傳動軸扭轉(zhuǎn)性能的影響

  更多相關(guān)文章： 碳纖維 傳動軸 正多邊形連接 橢圓連接 有限元法

【摘要】：碳纖維復(fù)合材料傳動軸與金屬端之間有多種連接方式,主要包括：機(jī)械連接、膠接、混合連接等。由于膠接連接的應(yīng)用最廣泛,本文中采用的連接方式為膠接。在國內(nèi)外,碳纖維傳動軸的搭接接頭通常采用的是圓形連接,針對非圓形連接的研究非常少,因此該領(lǐng)域具有很大的研究空間,本文重點(diǎn)分析了連接形狀對碳纖維傳動軸扭轉(zhuǎn)性能的影響。當(dāng)碳纖維復(fù)合材料傳動軸采用非圓形連接時(shí),本文的分析結(jié)果具有一定的參考價(jià)值。 本文主要研究了正多邊形連接和橢圓形連接,即在搭接接頭區(qū)域的連接形狀為正多邊形或橢圓形。由于碳纖維傳動軸的長度對扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度沒有影響,同時(shí)為了簡化軟件分析的模型,本文將傳動軸部分簡化成整個(gè)軸截面形狀為正多邊形或者橢圓形,并保證膠層處不會發(fā)生破壞。通過改變搭接接頭的連接形狀分析碳纖維傳動軸的扭轉(zhuǎn)性能,再根據(jù)分析結(jié)果選取合適的連接形狀、幾何尺寸及鋪層方式,最終達(dá)到改善傳動軸力學(xué)性能的目的。 利用SAMCEF有限元法和Tsai-Wu張量準(zhǔn)則對碳纖維傳動軸的連接形狀和鋪層方式進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件分析,具體包括三點(diǎn)：其一,對于采用正多邊形連接的碳纖維傳動軸,分析鋪層方式(鋪層厚度、鋪層順序、鋪層比例)與邊數(shù)n(n≥5)對承扭性能的影響；其二,對于采用橢圓形連接的碳纖維傳動軸,分析鋪層方式(鋪層厚度、鋪層順序、鋪層比例)與橢圓長短半軸長之比與承扭性能的關(guān)系；其三,對比正多邊形與橢圓連接形狀的仿真結(jié)果,并分別與碳纖維圓管進(jìn)行比較,分析連接形狀對扭轉(zhuǎn)性能的影響。 分析結(jié)果表明：在正五邊形、正六邊形、正八邊形、正十邊形和正十二邊形等一系列正多邊形連接中,正六邊形連接的承扭性能最好；在長短軸長之比分別為1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3等一系列橢圓形連接中,長短軸長之比為1.15的橢圓形連接的承扭性能最好；相比于橢圓形連接,正多邊形連接的承扭性能更好,同時(shí)正六邊形連接和正八邊形連接的扭轉(zhuǎn)性能均優(yōu)于碳纖維圓管。
【關(guān)鍵詞】：碳纖維 傳動軸 正多邊形連接 橢圓連接 有限元法
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TB332;TH133.2
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 引言9-11
• 1.2 碳纖維傳動軸的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 碳纖維復(fù)合材料連接方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 本文研究的意義、目的及主要內(nèi)容16-19
• 第2章 碳纖維傳動軸的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)19-33
• 2.1 碳纖維傳動軸設(shè)計(jì)理論20-24
• 2.1.1 碳纖維傳動軸的強(qiáng)度分析20-22
• 2.1.2 碳纖維復(fù)合材料的設(shè)計(jì)原則22-24
• 2.2 連接接頭的設(shè)計(jì)理論24-26
• 2.2.1 膠接連接的設(shè)計(jì)原則24-25
• 2.2.2 非圓截面套接連接計(jì)算公式25-26
• 2.3 性能指標(biāo)與材料參數(shù)26-27
• 2.4 碳纖維傳動軸有限元分析方法27-31
• 2.4.1 搭接接頭的有限元分析方法27-28
• 2.4.2 SAMCEF對碳纖維傳動軸的分析28-31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第3章 碳纖維傳動軸正多邊形連接的設(shè)計(jì)與分析33-54
• 3.1 碳纖維傳動軸正多邊形連接的設(shè)計(jì)33-39
• 3.1.1 正多邊形連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33-36
• 3.1.2 正多邊形搭接接頭的膠接設(shè)計(jì)36-37
• 3.1.3 正多邊形連接扭轉(zhuǎn)力學(xué)性能的影響因素37-39
• 3.2 正多邊形邊數(shù)對扭轉(zhuǎn)性能的影響39-43
• 3.3 正多邊形連接與圓形連接的對比與分析43-45
• 3.4 鋪層方式對正多邊形連接的扭轉(zhuǎn)性能影響45-53
• 3.4.1 鋪層厚度45-47
• 3.4.2 鋪層比例47-50
• 3.4.3 鋪層順序50-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第4章 碳纖維傳動軸橢圓形連接的設(shè)計(jì)與分析54-71
• 4.1 碳纖維傳動軸橢圓形連接的設(shè)計(jì)54-58
• 4.1.1 橢圓形連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)54-56
• 4.1.2 橢圓形搭接接頭的膠接設(shè)計(jì)56-57
• 4.1.3 橢圓形連接扭轉(zhuǎn)力學(xué)性能的影響因素57-58
• 4.2 橢圓形長短軸長之比對扭轉(zhuǎn)性能的影響58-61
• 4.3 橢圓形連接與圓形連接的對比與分析61-62
• 4.4 鋪層方式對橢圓形連接的扭轉(zhuǎn)性能影響62-70
• 4.4.1 鋪層厚度62-64
• 4.4.2 鋪層比例64-67
• 4.4.3 鋪層順序67-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 第5章 總結(jié)與展望71-73
• 5.1 研究總結(jié)71-72
• 5.2 研究展望72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：587960