利用數(shù)值模擬分析的方法研究了鋪層角度、厚度、順序以及對稱性對碳纖維復(fù)合材料傳動軸抗扭性能的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗扭截面系數(shù)在單向鋪層方向?yàn)榻咏?°、45°及接近90°時(shí)較高，且隨著鋪層厚度增加而增大；扭轉(zhuǎn)剛度則在40°-70°較好。在接近0°和接近90°鋪層間鋪設(shè)45。鋪層能提高零件抗扭性能；與反對稱鋪層方案相比對稱鋪層方案更有利于零件承受扭矩。將優(yōu)化鋪層方案應(yīng)用在某型號風(fēng)機(jī)傳動軸的設(shè)計(jì)中，試驗(yàn)證明能夠滿足使用要求并達(dá)到節(jié)約原材料的目的。

       碳纖維復(fù)合材料由于較高的比強(qiáng)度和比模量以及較小的密度，在航空航天領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，目前正在逐步向民用產(chǎn)業(yè)擴(kuò)展。沿著纖維的方向，復(fù)合材料的抗拉和抗壓性能較好，因此纖維方向被稱為復(fù)合材料的主方向。但是，工藝不同，碳纖維的含量和鋪設(shè)方向都可能變化，因此碳纖維復(fù)合材料的性能參數(shù)也不像傳統(tǒng)材料那樣固定，一般需要通過試驗(yàn)或計(jì)算獲得。在現(xiàn)代加工行業(yè)中，可以利用碳纖維復(fù)合材料這種可變的性能參數(shù)來滿足不同的使用性能要求，而復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的不足常常成為限制復(fù)合材料有效應(yīng)用的重要原因。


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