連接形狀對碳纖維傳動軸扭轉(zhuǎn)性能的影響.pdf

1、碳纖維復(fù)合材料傳動軸與金屬端之間有多種連接方式，主要包括:機械連接、膠接、混合連接等。由于膠接連接的應(yīng)用最廣泛，本文中采用的連接方式為膠接。在國內(nèi)外，碳纖維傳動軸的搭接接頭通常采用的是圓形連接，針對非圓形連接的研究非常少，因此該領(lǐng)域具有很大的研究空間，本文重點分析了連接形狀對碳纖維傳動軸扭轉(zhuǎn)性能的影響。當碳纖維復(fù)合材料傳動軸采用非圓形連接時，本文的分析結(jié)果具有一定的參考價值。
　　 本文主要研究了正多邊形連接和橢圓形連接，即在搭

2、接接頭區(qū)域的連接形狀為正多邊形或橢圓形。由于碳纖維傳動軸的長度對扭轉(zhuǎn)強度沒有影響，同時為了簡化軟件分析的模型，本文將傳動軸部分簡化成整個軸截面形狀為正多邊形或者橢圓形，并保證膠層處不會發(fā)生破壞。通過改變搭接接頭的連接形狀分析碳纖維傳動軸的扭轉(zhuǎn)性能，再根據(jù)分析結(jié)果選取合適的連接形狀、幾何尺寸及鋪層方式，最終達到改善傳動軸力學(xué)性能的目的。
　　 利用SAMCEF有限元法和Tsai-Wu張量準則對碳纖維傳動軸的連接形狀和鋪層方式進行了

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計和軟件分析，具體包括三點:其一，對于采用正多邊形連接的碳纖維傳動軸，分析鋪層方式(鋪層厚度、鋪層順序、鋪層比例)與邊數(shù)n(n≥5)對承扭性能的影響；其二，對于采用橢圓形連接的碳纖維傳動軸，分析鋪層方式(鋪層厚度、鋪層順序、鋪層比例)與橢圓長短半軸長之比與承扭性能的關(guān)系；其三，對比正多邊形與橢圓連接形狀的仿真結(jié)果，并分別與碳纖維圓管進行比較，分析連接形狀對扭轉(zhuǎn)性能的影響。
　　 分析結(jié)果表明:在正五邊形、正六邊形、正八邊形