摘要：碳纤维增强复合材料(CFRP)具有优异的综合性能,近年来已被广泛应用于各种主承力件和次承力件的制作。本文引入黏弹性高阻尼橡胶与CFRP结合设计了高阻尼复合材料传动轴,基于模态应变能法,利用数值分析研究了所设计的高阻尼复合材料传动轴、CFRP轴与金属轴的阻尼损耗因子,并通过自由振动试验验证了数值分析的结果。在船用传动轴系中易出现各类振动,本文搭建了船用传动轴系横向振动测试试验平台,比较了各组传动轴在不同工况下对横向振动的减振效果,并通过静态纵向振动试验研究了各组传动轴对纵向激励的响应差异。本研究对高阻尼复合材料传动轴的设计研发提供了参考。

摘要：文章以轨道交通车辆典型承载件起吊板作为研究对象,面对减重要求及制造成本的压力,提出一种碳纤维复合材料起吊板替代方案,从理论分析方法、成型工艺和试验验证等多方面进行了设计和改进优化,其中,为应对碳纤维复合材料平铺模压成型构件易开裂的问题,创新性地提出了0°环向缠绕与包覆铺设相结合的铺层工艺。对碳纤维复合材料起吊板进行无损检测和拉伸试验测试,最终结果显示,该起吊板完全满足承载要求,实现轻量化65%,抗拉伸性能明显增强。

摘要：本文设计了不同连接件的碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP)筏架,采用Abaqus有限元分析与Matlab软件相结合,计算了不同连接件CFRP筏架的阻尼比容(Specific Damping Capacity, SDC),并对此开展了试验研究,验证了筏架阻尼比容计算结果的准确性。针对整体式和组合式工字形连接件CFRP筏架的阻尼比容进行比较,结果表明:组合式工字形连接件的CFRP筏架阻尼性能更好,其在低频段的减振性能优于整体式连接件筏架,从而为筏架的设计提供了理论指导。

摘要：胶接是碳纤维复合材料(CFRP)传动轴与其他部件连接的最主要方式。由于胶接强度的不确定性,应用有限元软件研究胶层设计的合理性已成为一种普遍选择。首先研究了胶接接头的失效准则、胶接接头刚度平衡设计准则与剪切强度设计方法。同时,为了提高同类型CFRP-金属胶接接头有限元分析的效率,使用Python编程语言开发了基于ABAQUS有限元软件的参数优化插件。开发的参数优化插件提供了CFRP-金属胶接接头有限元分析的自动前后处理功能,实现了基于胶接接头刚度平衡设计准则与剪切强度设计方法的参数优化功能。最后通过试验验证了仿真插件的准确性和有效性。

摘要：针对碳纤维复合材料矩形截面管的抗弯性能,设计了五种不同铺层方案的矩形截面管。应用有限元软件Abaqus对其三点弯曲进行了仿真分析;并通过粘贴光栅光纤传感器,应用万能试验机对实验件进行了三点弯曲实验。分别获得了仿真和实验相应载荷下矩形截面管下表面中间位置的应变值,进行一次拟合后获得相应的载荷-应变曲线,从而得出仿真和实验抗弯刚度值EI。通过对比,两者的结果具有很好的一致性。结果表明:0°比例越高,抗弯性能越好。

摘要：碳纤维复合材料具有比强度高、比模量高、质量轻、减振性能好等特点,针对某直升机传动轴的强度和临界转速要求,设计了一种碳纤维复合材料直升机传动轴。采用ABAQUS对碳纤维传动轴薄弱环节胶层进行内聚力有限元仿真,仿真结果证实胶层设计合理,并对碳纤维复合材料直升机传动轴的固有频率进行了仿真分析和实验分析,实验结果与理论分析相吻合,且与仿真结果的误差较小,说明所设计的碳纤维复合材料传动轴的临界转速可以满足直升机传动轴要求。

摘要：对水平轴小型风力发电机的工况进行了分析,利用贝兹理论计算了主轴载荷,给出一种用于水平轴小型风力发电机中主轴永磁力轴承的支承方案,完成了永磁力轴承数学模型的建立与结构的设计,并利用ANSYS软件计算得出永磁力轴承径向力与轴向偏心位移之间的关系曲线。

摘要：针对泵车变幅液压缸轻量化需求,设计了一种碳纤维复合材料液压缸。主要针对液压缸的缸筒和活塞杆进行了轻量化结构设计,并利用ABAQUS有限元软件对其进行了仿真分析。研究结果表明:对于缸筒,0°铺层可以有效降低缸筒的应力和位移;对于活塞杆,增加90°铺层能够有效提高活塞杆的刚度。同时,相较于金属液压缸,碳纤维复合材料缸筒减重26%,碳纤维活塞杆减重约57%,减重效果明显。

摘要：主被动结合混合隔振技术能充分利用主被动隔振的各自优势,是精密隔振的研究热点。磁悬浮隔振技术具有无接触、无摩擦、寿命长、支承参数可控可调等特点,在主动精密隔振领域内得到广泛研究。设计磁悬浮主动隔振器并将其应用到被动精密隔振系统组成复杂双层磁悬浮精密隔振系统,建立了其动力学方程,推导出了相应系统的状态方程,提出了一种基于最小加速度响应的LQR主动隔振控制策略,并采用遗传算法进行优化,得到Q与R矩阵的值,并进行仿真研究。仿真结果表明:在不同的激励下,复杂双层磁悬浮精密隔振系统较被动隔振系统,隔振效果都有显著提高。

摘要：针对三一重卡某款牵引车的金属后板簧的轻量化需求,根据金属板簧的结构参数,应用T700级碳纤维复合材料设计了一种重卡复合材料后板簧。采用三维建模软件SolidWorks建立了碳纤维复合材料后板簧的几何模型,应用有限元分析软件ABAQUS对其弯曲强度、刚度和疲劳性能进行了仿真分析。仿真结果表明:在重卡满载工况和极限载荷工况下,碳纤维复合材料后板簧未出现破坏且刚度与金属板簧相当,预测其弯曲疲劳寿命为18万次。对比金属后板簧,碳纤维复合材料后板簧减重超过50%,轻量化效果明显。最后对复合材料后板簧的铺层方式进行了研究,设计并制备了堆叠铺层和包夹铺层两种铺层方式的变截面复合材料层合板,通过三点弯曲试验发现,堆叠铺层方式的变截面层合板在一定刚度范围内强度更高,更适合作为制备复合材料后板簧的铺层方式。