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碳纤维复合材料传动轴结构设计与计算方法研究
| 论文题名： | 碳纤维复合材料传动轴结构设计与计算方法研究 |
| 关键词： | 船舶传动轴系;碳纤维复合材料传动轴;结构设计;结构强度;有限元计算方法 |
| 摘要： | 上世纪九十年代起，西方发达国家开始在船舶传动轴系中使用碳纤维复合材料传动轴。与传统金属传动轴相比，碳纤维复合材料传动轴具有强度高、重量轻、可对系统进行更优化的布置、轴承的支反力较小及优良的位移补偿能力等优点。随着碳纤维复合材料传动轴应用技术研究的进一步深入，碳纤维复合材料传动轴将具有广阔的应用前景。 本文在复合材料经典力学理论的基础上，确定了适用于碳纤维复合材料传动轴结构设计与计算的理论计算方法。根据蔡－吴张量准则,利用Matlab软件设计编制了层合板破坏强度的计算程序。 本文在复合材料有限元理论的基础上，利用ANSYS有限元软件确定了复合材料传动轴的有限元计算方法。由有限元计算得到的静力学结果与复合材料经典力学理论计算的结果比较接近，相对误差只有5.7％。本文对给定性能参数的碳纤维复合材料传动轴样机进行结构设计，确定了该样机的壁厚及最佳铺层方式。并对采用最佳铺层方式设计的样机进行了结构强度校核计算，计算结果满足样机性能指标的设计要求。 最后本文对玻璃纤维复合材料传动轴样机进行了静态扭转试验验证。验证试验结果表明：理论计算结果与试验结果吻合得较好。 本文的研究成果对纤维增强型复合材料传动轴的设计具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 奚曹良 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 郭常宁;孔曼军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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