商用车复合材料传动轴力学特性

1

作者 胡耀鹏 尹长城 +1 位作者 朱大松 刘馨竹 《湖北汽车工业学院学报》 2024年第3期8-14,共7页

通过计算确定了复合材料传动轴载荷,采用Abaqus建立了传动轴有限元模型。基于有限元法对复合材料传动轴、复合材料与金属混合传动轴、金属传动轴分别进行了静力分析、模态分析、屈曲分析,并对计算结果进行了校核。在此基础上,建立复合... 通过计算确定了复合材料传动轴载荷,采用Abaqus建立了传动轴有限元模型。基于有限元法对复合材料传动轴、复合材料与金属混合传动轴、金属传动轴分别进行了静力分析、模态分析、屈曲分析,并对计算结果进行了校核。在此基础上,建立复合材料传动轴与混合轴的Isight模型,基于正交设计方法进行方案优化。优化后的方案提高了2种传动轴的扭转强度、扭转刚度、一阶弯曲固有频率和复合材料传动轴的屈曲扭矩值。利用Abaqus内聚力单元模拟胶层,通过分析胶接的参数,设计了复合材料的胶接接头。 展开更多

关键词 复合材料传动轴 屈曲扭矩 正交设计 内聚力单元

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典型船舶复合材料传动轴系匹配技术

2

作者 景伟 叶楠 +2 位作者 谢旻 尹志垚 魏涛 《船舶设计通讯》 2023年第2期141-146,共6页

船舶复合材料传动轴系设计通常包含复合材料轴段、中间轴承和齿轮箱等装置,结合实船传动轴系研制的总体匹配技术方案和匹配原则,开展复合材料轴系匹配设计技术研究。复合材料传动轴设计方案经过计算校核、台架试验及实船验证,研究成果... 船舶复合材料传动轴系设计通常包含复合材料轴段、中间轴承和齿轮箱等装置,结合实船传动轴系研制的总体匹配技术方案和匹配原则,开展复合材料轴系匹配设计技术研究。复合材料传动轴设计方案经过计算校核、台架试验及实船验证,研究成果为船舶轴系减重、简化结构设计提供重要的参考依据。 展开更多

关键词 复合材料传动轴系 匹配技术 扭振分析

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直升机复合材料传动轴的主共振分析 被引量：10

3

作者 许兆棠 朱如鹏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期155-160,共6页

传动轴的主共振的振幅与传动轴的强度计算有关。在根据质心定理和Galerkin法求得非惯性移动系下直升机的倾斜两端支承纤维增强复合材料传动轴的弯曲运动方程基础上,用多尺度法求得稳态下主共振的一次近似定常解,再分析了最大振幅、振幅... 传动轴的主共振的振幅与传动轴的强度计算有关。在根据质心定理和Galerkin法求得非惯性移动系下直升机的倾斜两端支承纤维增强复合材料传动轴的弯曲运动方程基础上,用多尺度法求得稳态下主共振的一次近似定常解,再分析了最大振幅、振幅突变性等主共振问题。得到了复合材料传动轴比钢、铝合金传动轴运动稳定性好、主共振的振幅小等结论。提出通过加大阻尼减小或消除振幅突变,使传动轴运动稳定。在挠度大的轴段上增加阻尼能减小弯曲主共振的振幅、充分发挥阻尼的作用、优化轴的重量。 展开更多

关键词 直升机 复合材料传动轴 主共振 振幅 频率

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受力状态下的复合材料传动轴变形分析 被引量：5

4

作者 张纯金 任勇生 张玉环 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第9期67-70,76,共5页

以受力条件下复合材料传动轴变形为研究对象。首先,采用理论分析和有限元建模两种方法对复合材料传动轴单向受力变形规律进行了计算和比较。然后,采用有限元方法对复合材料传动轴在多重受力情况下不同材料对称铺层模式下不同铺层角的变... 以受力条件下复合材料传动轴变形为研究对象。首先,采用理论分析和有限元建模两种方法对复合材料传动轴单向受力变形规律进行了计算和比较。然后,采用有限元方法对复合材料传动轴在多重受力情况下不同材料对称铺层模式下不同铺层角的变形规律进行了求解。单向受力分析结果表明,对称铺层角为45°时有利于提高抗扭刚度,对称铺层角为0°时有利于提高复合材料轴的抗弯及轴压刚度。多重受力结果表明,对称铺层角在(0~19)°区间变形主要受扭矩影响,对称铺层角在(19~90)°区间变形主要受弯矩影响,此外还受选用的复合材料的影响。 展开更多

关键词 复合材料传动轴 有限元方法 变形分析 扭矩 铺层角

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复合材料传动轴的弯曲振动分析 被引量：4

5

作者 许兆棠 朱如鹏 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期89-93,共5页

为改善直升机传动轴的动力学特性,研究了非惯性系下复合材料传动轴的弯曲振动问题.根据质心运动定理导出了非惯性系下两端支承的倾斜纤维增强复合材料传动轴的弯曲振动方程,用Galerkin法求得方程的解.在此基础上,分析了质量偏心、阻尼... 为改善直升机传动轴的动力学特性,研究了非惯性系下复合材料传动轴的弯曲振动问题.根据质心运动定理导出了非惯性系下两端支承的倾斜纤维增强复合材料传动轴的弯曲振动方程,用Galerkin法求得方程的解.在此基础上,分析了质量偏心、阻尼、惯性力和重力对振幅的影响.研究表明:复合材料传动轴比钢、铝合金传动轴同阶弯曲固有频率大,相邻阶之间不产生共振的频率范围大、静挠度小、振幅小.惯性力不变时,传动轴的最大横向位移等于惯性力和重力产生的静挠度与质量偏心产生的动挠度幅值之和;惯性力变化时,传动轴产生动挠度. 展开更多

关键词 复合材料传动轴 弯曲振动 横向位移 质量偏心 惯性力

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直升机复合材料传动轴的主共振分岔分析 被引量：2

6

作者 许兆棠 朱如鹏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第11期1366-1370,共5页

传动轴主共振分岔时,振幅突变,有可能运动失稳。在根据质心定理和Galerk in法求得非惯性移动系下直升机的倾斜两端支承纤维增强复合材料传动轴的弯曲运动方程基础上,用多尺度法求得稳态下主共振的分岔方程,再分析了运动稳定性、幅频响... 传动轴主共振分岔时,振幅突变,有可能运动失稳。在根据质心定理和Galerk in法求得非惯性移动系下直升机的倾斜两端支承纤维增强复合材料传动轴的弯曲运动方程基础上,用多尺度法求得稳态下主共振的分岔方程,再分析了运动稳定性、幅频响应曲线的拓扑结构等主共振分岔问题。得到了复合材料传动轴比钢、铝合金传动轴运动稳定性好等结论。提出通过加大阻尼使传动轴主共振不分岔。在挠度大的轴段上增加阻尼能使传动轴主共振不分岔,并能充分发挥阻尼的作用,优化轴的重量。 展开更多

关键词 直升机 复合材料传动轴 分岔 稳定性 拓扑结构

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氧化铝增强混杂纤维复合材料传动轴微波固化性能研究

7

作者 郑伟峰 周来水 +2 位作者 袁铁军 安鲁陵 施建昌 《玻璃钢／复合材料》 CAS 北大核心 2019年第1期15-22,共8页

为了提升微波固化成型复合材料传动轴的承载能力,提出了采用混杂纤维作为增强体,氧化铝颗粒增强环氧作为基体的材料增强方法,同时进行微波固化工艺的优化。通过对比平板试样的层间剪切、拉伸以及动态冲击性能,确定最优体积混杂比、氧化... 为了提升微波固化成型复合材料传动轴的承载能力,提出了采用混杂纤维作为增强体,氧化铝颗粒增强环氧作为基体的材料增强方法,同时进行微波固化工艺的优化。通过对比平板试样的层间剪切、拉伸以及动态冲击性能,确定最优体积混杂比、氧化铝含量及微波固化参数。在此基础上,通过织物湿法缠绕制备传动轴缩比件,基于轴的弯曲和扭转试验,对比热固化和微波固化的性能差异等。结果表明:(1)利用低功率预热结合高功率固化,可以在保证固化效率的前提下,提高试样的层间剪切强度;(2)随着碳/玻混杂比的增加,在试样层间剪切和面内拉伸性能增加的同时,伴随着冲击韧性的降低;(3)随着氧化铝含量从0增加到30%,试样的层间剪切强度、拉伸强度和模量分别提升了8. 7%、27. 9%和12. 5%,含量进一步增加会造成性能降低;(4)热固化和微波固化得到的复合材料传动轴身管的最大扭矩、弯曲强度/模量性能处于同一水平。 展开更多

关键词 复合材料传动轴 微波固化 颗粒增强 混杂纤维 力学性能

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直升机复合材料传动轴缠绕设计制备及接头连接研究进展 被引量：3

8

作者 罗睿 李勇 +4 位作者 还大军 王武强 刘洪全 王俊生 杨潇 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期52-65,共14页

传动轴是直升机传动系统的关键部件之一,用复合材料传动轴替代金属传动轴是直升机轻量化发展的必然趋势。本文主要针对直升机复合材料传动轴结构设计、制备技术及连接方式等方面开展综述研究,并提出直升机复合材料传动相关技术的未来发... 传动轴是直升机传动系统的关键部件之一,用复合材料传动轴替代金属传动轴是直升机轻量化发展的必然趋势。本文主要针对直升机复合材料传动轴结构设计、制备技术及连接方式等方面开展综述研究,并提出直升机复合材料传动相关技术的未来发展方向和趋势。目前,复合材料传动轴结构设计包括理论设计方法与有限元设计法,制备技术包括缠绕成型、三维编织VRTM成型与热压罐成型等,连接方式包括机械连接、胶接、混合连接等。现有复合材料传动轴主流设计方法效率偏低、主观性较强,在未来研究中可采取人工智能算法与有限元分析技术相结合的手段,自动求解出边界条件内的最优设计方案;当前热固性复合材料轴管层间性能较差,在制备轴管时建议优先采用韧性高、抗疲劳性能与抗冲击性能好、可回收利用的热塑性复合材料,并实现原位固结成型,以提升制件的力学特性、环境亲和性与生产效率;传统连接方式存在各自的弊端和不足,可通过引入预紧力齿形连接技术与大张力缠绕技术改进现有齿形压装连接方式,提高传动轴的结构承载能力与连接效率,确保直升机传动系统稳定、安全运行。 展开更多

关键词 直升机 复合材料传动轴 设计 制造 接头

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复合材料传动轴固化成形的变形预测与补偿 被引量：3

9

作者 崔静 郑伟峰 +1 位作者 谭昌柏 鲍益东 《机械制造与自动化》 2015年第6期21-24,共4页

复合材料传动轴在飞机、汽车等领域的应用范围越来越广,但是在实际生产中,为了保证复合材料传动轴的几何形状,通常需要经过切削加工才能达到精度要求,严重影响了传动轴的强度和疲劳寿命。针对某直升机复合材料传动轴的固化变形问题进行... 复合材料传动轴在飞机、汽车等领域的应用范围越来越广,但是在实际生产中,为了保证复合材料传动轴的几何形状,通常需要经过切削加工才能达到精度要求,严重影响了传动轴的强度和疲劳寿命。针对某直升机复合材料传动轴的固化变形问题进行了深入研究,提出了一种基于变形预测及芯模反向补偿的复合材料传动轴精准成形方法,有效避免了切削复合材料纤维的问题,即首先利用ABAQUS软件对传动轴进行变形仿真,在得到构件变形量的基础上对传动轴芯模部分进行反向补偿,成形后直接得到符合精度要求的传动轴,该方法在实际生产中得到了有效验证。 展开更多

关键词 复合材料传动轴 温度场分布 固化成形 变形预测 反向补偿

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基于渐进损伤模型的机床复合材料传动轴扭转性能分析 被引量：2

10

作者 李玺 林显新 +2 位作者 苏茜 陈宏 刘宁夫 《机床与液压》 北大核心 2021年第23期136-142,共7页

利用考虑就地效应的Hashin失效准则和刚度非线性退化方法,并且引入Cohesive界面单元,采用ABAQUS有限元分析软件的子程序UMAT编写面内和层间渐进损伤模型,建立实体单元和Cohesive界面单元结合的实体模型,对纤维增强复合材料传动轴的扭转... 利用考虑就地效应的Hashin失效准则和刚度非线性退化方法,并且引入Cohesive界面单元,采用ABAQUS有限元分析软件的子程序UMAT编写面内和层间渐进损伤模型,建立实体单元和Cohesive界面单元结合的实体模型,对纤维增强复合材料传动轴的扭转屈曲和后屈曲性能进行研究。利用模型对该项目试验结果进行验证,对某文献中的碳纤维复合材料轴进行有限元分析,并与试验数据进行比对,验证有限元模型的可靠性。结果表明:所建立的渐进损伤模型对拉伸载荷作用下的层合板失效强度的计算精度较高;压缩载荷作用下,利用该模型进行屈曲和后屈曲分析时的计算结果和试验结果吻合度较高;利用所提出的渐进损伤模型对碳纤维复合材料传动轴进行扭转屈曲和后屈曲失效分析,所得结果与试验结果吻合度较好。 展开更多

关键词 渐进损伤模型 就地效应 Cohesive单元 失效准则 复合材料传动轴 扭转分析

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复合材料模量对汽车传动轴固有频率的影响 被引量：2

11

作者 高洪平 孙泽玉 +5 位作者 陶雷 熊风 王士杰 朱姝 张辉 余木火 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第5期58-63,共6页

利用Ansys Workbench有限元软件和脉冲激振技术,分别从有限元理论计算与实验相结合的角度研究了不同纤维增强复合材料对汽车传动轴固有频率的影响规律。采用玻璃纤维、玄武岩纤维、T700碳纤维及T800碳纤维等四种不同纤维制备了复合材料... 利用Ansys Workbench有限元软件和脉冲激振技术,分别从有限元理论计算与实验相结合的角度研究了不同纤维增强复合材料对汽车传动轴固有频率的影响规律。采用玻璃纤维、玄武岩纤维、T700碳纤维及T800碳纤维等四种不同纤维制备了复合材料传动轴轴管,并根据GB/T 1548—2008,表征了复合材料的力学性能。利用有限元仿真与脉冲激振模态测试两种方法表征了不同纤维缠绕的复合材料汽车传动轴的固有频率。结果表明:脉冲激振模态测试传动轴的固有频率方法结果比较直观,可以准确地得到传动轴的固有频率;有限元仿真分析与脉冲激振法实测结果有一定偏差,但可以通过仿真模型的调整,使仿真结果更加准确;提高复合材料的拉伸模量是提高复合材料传动轴固有频率的有效途径之一。 展开更多

关键词 复合材料传动轴 固有频率 有限元分析方法 模态测试系统

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一种新型碳纤维复合材料传动轴及其成型工艺 被引量：1

12

作者 刘畅 熊孜尧 谢凡 《科学家》 2017年第23期76-78,共3页

基于现有碳纤维复合材料传动轴存在的金属件与碳纤维轴连接不稳定和碳纤维轴难以实现大批量生产的问题,设计了一种新型碳纤维复合材料传动轴及其成型工艺,意图达到低成本生产的制造理念和＂节能减排＂的目标,拟采用创新设计配套的加工... 基于现有碳纤维复合材料传动轴存在的金属件与碳纤维轴连接不稳定和碳纤维轴难以实现大批量生产的问题,设计了一种新型碳纤维复合材料传动轴及其成型工艺,意图达到低成本生产的制造理念和＂节能减排＂的目标,拟采用创新设计配套的加工工艺方法制造一种新型碳纤维复合材料传动轴,使传动轴大幅度减重, 展开更多

关键词 复合材料传动轴 成型工艺 碳纤维 创新设计 大批量生产 低成本生产 节能减排 工艺方法

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变角度缠绕成型复合材料传动轴的扭转特性及其失效机制 被引量：2

13

作者 余木火 施涵 +3 位作者 余许多 戚亮亮 闵伟 孙泽玉 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期6042-6053,共12页

基于非测地线缠绕和纤维滑移理论,提出采用非测地线缠绕成型一体化复合材料传动轴。设计了多组不同比例纤维变角度过渡区复合材料传动轴,并利用有限元分析和扭转实验深入研究了传动轴的扭转性能及其失效机制。结果表明,含有的变角度过... 基于非测地线缠绕和纤维滑移理论,提出采用非测地线缠绕成型一体化复合材料传动轴。设计了多组不同比例纤维变角度过渡区复合材料传动轴,并利用有限元分析和扭转实验深入研究了传动轴的扭转性能及其失效机制。结果表明,含有的变角度过渡区比例越大,传动轴扭转性能越好,过渡区从20%提高到80%,传动轴的失效载荷提高111%,峰值载荷提高90.7%。随着过渡区占比的提高,屈曲形变导致的损伤失效得到有效缓解,损伤扩展角度降低了54.5%。结合有限元仿真和扭转实验分析可知,过渡区纤维角度的增加抑制了屈曲形变,减少了分层损伤带来的界面上力学传导失效,提高了轴管承载能力。 展开更多

关键词 复合材料传动轴 非测地线缠绕 扭转性能 有限元分析 失效机制

原文传递

直升机尾传动轴抗弹击损伤研究综述

14

作者 王旦 未雷 +4 位作者 李鹏 徐鹏行 王希 李坚 朱如鹏 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期197-207,共11页

直升机尾传动轴在军事应用中容易遭受弹击损伤,严重影响直升机飞行安全。为此,国内外开展了大量直升机尾传动轴抗弹击损伤研究工作。本文首先从军事需求角度阐述尾传动轴抗弹击损伤研究的重要意义。然后从尾传动轴弹击损伤评定指标、研... 直升机尾传动轴在军事应用中容易遭受弹击损伤,严重影响直升机飞行安全。为此,国内外开展了大量直升机尾传动轴抗弹击损伤研究工作。本文首先从军事需求角度阐述尾传动轴抗弹击损伤研究的重要意义。然后从尾传动轴弹击损伤评定指标、研究方法、影响因素以及尾传动轴抗弹击性能提升方法4方面介绍了国内外直升机尾传动轴抗弹击损伤研究现状及其发展趋势。最后论述了国内在尾传动轴抗弹击损伤研究方面的不足之处,并从材料性能参数测试、新型数值仿真模拟方法、尾传动轴抗破片冲击研究和弹击复合材料尾传动轴数值模拟4方面展望了我国在尾传动轴抗弹击损伤方面亟需开展的研究。 展开更多

关键词 直升机尾传动轴 弹击损伤 数值模拟 抗弹击设计 复合材料尾传动轴

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复合材料生产状况评价体系的建立 被引量：1

15

作者 周青 费洋 《中国科技信息》 2015年第22期97-98,共2页

结合碳纤维复合材料传动轴的结构特点和制造工艺,在工艺合理性的基础上分析得出评价复合材料生产状况的指标,并利用层次分析法和无量纲标准化结合的方法确定了指标权重的计算方法,在此基础上定义了复合材料生产系数。企业可以据此评判... 结合碳纤维复合材料传动轴的结构特点和制造工艺,在工艺合理性的基础上分析得出评价复合材料生产状况的指标,并利用层次分析法和无量纲标准化结合的方法确定了指标权重的计算方法,在此基础上定义了复合材料生产系数。企业可以据此评判出是否达到最优生产能力,优化生产,提升企业管理水平。 展开更多

关键词 复合材料传动轴 评价体系 生产状况 企业管理水平 制造工艺 层次分析法 指标权重 材料生产

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