摘要：液压缸在航空航天、工程机械等领域的轻量化有着很大潜力,其中碳纤维替代金属就是重点方向之一。以往碳纤维液压缸纤维增强层的设计大多基于工程经验,缺乏正向设计方法,由于碳纤维增强层的强度和刚度直接由碳纤维的总层数和每层的铺层角度综合决定的,所以为了满足液压缸耐压和密封等设计需求,提出一种碳纤维液压缸纤维增强层的正向设计方法,确定了碳纤维增强层的总层数和每层铺层角度。设计方法共分为两步,第一步利用复合材料网格理论确定增强层纤维总层数,第二步基于层合筒力学模型,利用多目标粒子群算法得到优质解集Pareto前沿,然后根据评价函数选择出最合适的角度铺层方案。给出一实例通过正向设计方法获得最佳铺层方案,利用有限元进行应力计算,根据蔡吴强度理论进行强度校核,与正向设计方法计算出的结果比对之后,证明了该正向设计方法的可行性。根据仿真数据分析了铺层角度对强度刚度影响的规律。最后以最佳铺层方案为例,说明了利用该正向设计方法设计的碳纤维增强层相比于替代掉的金属有着很好的减重效果。

摘要：通过在12.00R20矿山型全钢载重子午线轮胎的胎面表层植入1层纤维增强层和胎面胶片,设计制造出一种纤维增强胎面矿山型载重子午线轮胎。纤维增强层采用锦纶6帘线覆胶设计,帘线规格1400dtex/2,帘线与轮胎行驶方向呈45°排列。与普通矿山型载重轮胎相比,纤维增强胎面矿山型载重轮胎具有更高的抗刺扎和抗切割性能;纤维增强层有助于减小胎面生热,延长轮胎的行驶寿命。