本文關(guān)鍵詞：編織復(fù)合材料傳動軸的數(shù)值模擬及分析軟件開發(fā)

  更多相關(guān)文章： 編織復(fù)合材料 傳動軸 區(qū)域疊合法 參數(shù)化模型 有限元分析

【摘要】：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(fù)合材料傳動軸的設(shè)計大多是以經(jīng)典層合理論為基礎(chǔ),這種結(jié)構(gòu)的復(fù)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(xué)性能不均勻。為了提高復(fù)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(fù)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(fù)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,由于三維編織技術(shù)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(shè)計各向性能。因此,對編織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料傳動軸進(jìn)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(fù)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)了編織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料傳動軸基于整體結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析和模態(tài)分析,并采用Tsai-Wu準(zhǔn)則對傳動軸進(jìn)行了失效判斷,為編織復(fù)合材料傳動軸的設(shè)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(fù)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(fù)合材料傳動軸的模型參數(shù)修改、靜力學(xué)分析、模態(tài)分析、自動生成分析結(jié)果報告等功能。
【關(guān)鍵詞】：編織復(fù)合材料 傳動軸 區(qū)域疊合法 參數(shù)化模型 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.216.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 編織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料簡介10-11
• 1.2 復(fù)合材料傳動軸的發(fā)展歷程11-13
• 1.3 復(fù)合材料傳動軸國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 編織復(fù)合材料傳動軸的成型工藝14-16
• 1.5 編織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料傳動軸發(fā)展前景16
• 1.6 本論文主要研究的內(nèi)容和意義16-18
• 第2章 編織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料分析方法18-24
• 2.1 有限元分析理論介紹18-19
• 2.1.1 有限元方法簡介18
• 2.1.2 有限元分析適用范圍18-19
• 2.1.3 ANSYS軟件介紹19
• 2.2 編織復(fù)合材料傳統(tǒng)有限元建模方式19-20
• 2.3 區(qū)域疊合技術(shù)20-23
• 2.3.1 區(qū)域疊合技術(shù)概述20-21
• 2.3.2 基于DST方法的剛度匹配21-22
• 2.3.3 基于DST方法的耦合處理22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 編織復(fù)合材料傳動軸參數(shù)化建模24-37
• 3.1 編織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料在分析時的假設(shè)條件24-25
• 3.2 纖維增強相的纖維束軌跡方程25-29
• 3.2.1 三維五向管狀織件編織運動原理25-27
• 3.2.2 編織增強相紗線的軌跡方程27-29
• 3.3 傳動軸有限元模型建立要點29-31
• 3.3.1 傳動軸有限元模型網(wǎng)格密度的確定29-30
• 3.3.2 材料方向的確定30-31
• 3.4 編織復(fù)合材料傳動軸模型的建立31-35
• 3.4.1 建模方式的選擇31-32
• 3.4.2 傳動軸材料的選擇32-34
• 3.4.3 編織復(fù)合材料傳動軸有限元模型34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-37
• 第4章 編織復(fù)合材料傳動軸的有限元分析37-52
• 4.1 編織復(fù)合材料傳動軸的靜力學(xué)分析37-40
• 4.1.1 編織復(fù)合材料傳動軸靜力分析37-40
• 4.2 傳動軸的強度失效判斷40-44
• 4.3 編織角對傳動軸扭轉(zhuǎn)性能的影響44-46
• 4.4 編織復(fù)合材料傳動軸的模態(tài)分析46-48
• 4.4.1 模態(tài)分析的原理46-47
• 4.4.2 傳動軸的模態(tài)分析方法及步驟47-48
• 4.5 傳動軸轉(zhuǎn)速對固有頻率的影響48-51
• 4.6 本章小結(jié)51-52
• 第5章 編織復(fù)合材料傳動軸分析軟件的開發(fā)52-60
• 5.1 軟件介紹52-53
• 5.2 分析軟件的操作說明53-58
• 5.2.1 軟件的安裝53
• 5.2.2 軟件的登錄53-54
• 5.2.3 軟件的運行54-58
• 5.3 本章小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果65-66
• 致謝66

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