碳纤维复合材料传动轴承扭性能优化设计

韩华渠¹，胡晶²，李晓星²，张天敏¹

(1.河南省沁菱冷却设备有限公司,沁阳,454592;
2.北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京,100191)

摘要:利用数值模拟分析的方法研究了铺层角度、厚度、顺序以及对称性对碳纤维复合材料传动轴抗扭性能的影响规律. 研究发现结构抗扭截面系数在单向铺层方向为接近0°、45°及接近90°时较高, 且随着铺层厚度增加而增大;扭转刚度则在40°～70°较好. 在接近O°和接近90°铺层间铺设45°铺层能提高零件抗扭性能;与反对称铺层方案相比对称铺层方案更有利于零件承受扭矩. 将优化铺层方案应用在某型号风机传动轴的设计中, 试验证明能够满足使用要求并达到节约原材料的目的.

关键词:碳纤维复合材料; 传动轴; 铺层方案; 扭转性能; 有限元分析; carbon fiber composite; shaft; ply scheme; torsion-property; finite element analysis;

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