發(fā)布時(shí)間：2021-10-22 02:46

　　疲勞性能及壽命是復(fù)合材料產(chǎn)品在設(shè)計(jì)中必須考慮的一項(xiàng)重要性能。對(duì)于復(fù)合材料傳動(dòng)產(chǎn)品而言,疲勞性能研究及壽命預(yù)測(cè)是確保產(chǎn)品安全運(yùn)行的重要工作。H型碳纖維復(fù)合材料膜盤(pán)是一種典型的復(fù)合材料傳動(dòng)產(chǎn)品,其重量輕、位移補(bǔ)償能力大、設(shè)計(jì)緊湊,安裝維護(hù)方便、許用轉(zhuǎn)速高,是未來(lái)動(dòng)力傳動(dòng)裝置的重要發(fā)展方向。H型碳纖維復(fù)合材料膜盤(pán)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,主要受到扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的作用,扭轉(zhuǎn)疲勞性能及壽命預(yù)測(cè)是其疲勞工作中的重要內(nèi)容。本文將對(duì)H型碳纖維復(fù)合材料膜盤(pán)的扭轉(zhuǎn)疲勞性能進(jìn)行系統(tǒng)的研究。復(fù)合材料疲勞機(jī)理復(fù)雜,形式多樣。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)扭轉(zhuǎn)疲勞性能的研究很少。直接對(duì)復(fù)合材料產(chǎn)品開(kāi)展扭轉(zhuǎn)疲勞性能的仿真計(jì)算和試驗(yàn)研究,工作量較大,耗時(shí)較長(zhǎng),往往需要幾年的時(shí)間,費(fèi)用也較高。對(duì)于產(chǎn)品的工程應(yīng)用來(lái)說(shuō),難以適應(yīng)行業(yè)的快速發(fā)展及市場(chǎng)需求。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,本文建立了一套適合工程應(yīng)用的較快速、經(jīng)濟(jì)的預(yù)測(cè)復(fù)合材料傳動(dòng)產(chǎn)品扭轉(zhuǎn)疲勞壽命的方法,并根據(jù)該方法研究了復(fù)合材料膜盤(pán)的扭轉(zhuǎn)疲勞性能。首先通過(guò)仿真計(jì)算及靜態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)確認(rèn)H型碳纖維復(fù)合材料膜盤(pán)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的主要受力形式。經(jīng)過(guò)計(jì)算和試驗(yàn)可知,剪切載荷是H型碳纖維復(fù)合材料膜盤(pán)的主要受力形式。因此認(rèn)為... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)艦船研究院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：102 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

復(fù)合材料傳動(dòng)產(chǎn)品壓拉備試樣切力試驗(yàn)勞試驗(yàn)

靡栽げ釮型碳纖維膜盤(pán)的扭轉(zhuǎn)疲勞壽命。同時(shí)，通過(guò)H型碳纖維復(fù)合材料膜盤(pán)疲勞壽命的研究，總結(jié)出一套工程適用的較為快速、經(jīng)濟(jì)的疲勞壽命預(yù)測(cè)研究方法。1.3本文主要研究工作本文的主要研究工作旨在建立一套適合工程應(yīng)用的較快速、經(jīng)濟(jì)的預(yù)測(cè)復(fù)合材料傳動(dòng)產(chǎn)品疲勞壽命的方法，并根據(jù)該方法對(duì)典型的復(fù)合材料傳動(dòng)元件——H型碳纖維復(fù)合材料膜盤(pán)的疲勞壽命進(jìn)行研究，預(yù)測(cè)H型碳纖維復(fù)合材料膜盤(pán)的疲勞壽命，最終通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證疲勞壽命預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，同時(shí)也驗(yàn)證本文中評(píng)價(jià)復(fù)合材料傳動(dòng)產(chǎn)品疲勞壽命方法的可行性。本文的研究路線如圖1-1所示。圖1-1復(fù)合材料傳動(dòng)產(chǎn)品疲勞壽命的研究路線確定疲勞模式試樣疲勞試驗(yàn)疲勞壽命預(yù)測(cè)疲勞驗(yàn)證試驗(yàn)壓拉制備試樣剪切靜力試驗(yàn)疲勞試驗(yàn)S-N曲線等壽命圖

中國(guó)艦船研究院碩士學(xué)位論文9第二章疲勞理論基礎(chǔ)疲勞是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，研究疲勞問(wèn)題需要從基礎(chǔ)理論開(kāi)始了解，本章闡述了疲勞問(wèn)題的一些常用理論，從宏觀角度解釋復(fù)合材料的疲勞行為表現(xiàn)。理論研究方面通過(guò)在疲勞過(guò)程中的強(qiáng)度或者剛度降趨勢(shì)來(lái)解釋疲勞行為；工程應(yīng)用中采取S-N曲線或者等壽命曲線圖的方法，便于直接對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)。2.1疲勞概述2.1.1疲勞的定義疲勞是引起工程結(jié)構(gòu)失效的主要原因之一，隨著基礎(chǔ)知識(shí)及工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的累積，人們對(duì)傳統(tǒng)靜力強(qiáng)度的研究已經(jīng)十分充分，認(rèn)識(shí)也十分深刻，但是對(duì)工程結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中的疲勞壽命問(wèn)題的認(rèn)識(shí)還處于初步階段。由于現(xiàn)代機(jī)械在設(shè)計(jì)過(guò)程中很少遇到靜力破壞問(wèn)題，那么對(duì)疲勞問(wèn)題進(jìn)行研究，防止機(jī)械結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中發(fā)生疲勞破壞就顯得十分重要。那么什么是疲勞？在材料受到一定程度的循環(huán)擾動(dòng)作用之后，在其中的某個(gè)點(diǎn)或者某些點(diǎn)由于應(yīng)力集中的影響，材料性能逐漸退化，并在表面形成裂紋，甚至發(fā)生斷裂，在這個(gè)過(guò)程中其內(nèi)部發(fā)生了永久的結(jié)構(gòu)變化，這個(gè)過(guò)程叫做材料的疲勞。上述定義中指出疲勞問(wèn)題具有以下特點(diǎn)：1）材料在使用過(guò)程中受到低于靜力強(qiáng)度的擾動(dòng)載荷作用才會(huì)發(fā)生疲勞。其中載荷必須是低于靜力強(qiáng)度極限的，否則材料的破壞不是疲勞而是靜力破壞。載荷可以有規(guī)律的，也可以完全不規(guī)則，根據(jù)這些特點(diǎn)載荷就可以分為恒幅載荷、變幅載荷和隨機(jī)載荷。圖2-1正弦恒幅循環(huán)應(yīng)力


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