基于ANSYS的纤维缠绕复合材料传动轴的优化

复合材料科学与工程 ›› 2015, Vol. 0 ›› Issue (3): 20-25.

基于ANSYS的纤维缠绕复合材料传动轴的优化

种海锋¹, 何钦象¹, 祖磊^2*

1.西安理工大学土木建筑工程学院力学系,西安 710048;
2.武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉 430070

收稿日期:2014-10-20 出版日期:2015-03-28 发布日期:2021-09-13
通讯作者: 祖磊(1983-),男,博士,教授,主要从事复合材料方面的研究,zulei@whut.edu.cn。
作者简介:种海锋(1989-),男,硕士,主要研究纤维缠绕复合材料优化设计。
基金资助:
国家自然科学基金(11302168);陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2013JQ6018);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(143101001);湖北省自然科学基金(2014CFB140)

OPTIMIZATION DESIGN OF COMPOSITE DRIVE SHAFT OFFILAMENT-WINDING BASED ON ANSYS

ZHONG Hai-feng¹, HE Qin-xiang¹, ZU Lei^2*

1. School of Civil Engineering and Architecture, Xi’an University of Technology, Xi’an 710054, China;
2. School of Materials Science and Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China

Received:2014-10-20 Online:2015-03-28 Published:2021-09-13

摘要/Abstract

摘要： 近年来,随着汽车轻量化概念的深入人心,碳纤维复合材料(CFRP)在汽车制造领域应用范围不断扩大。而汽车传动轴是汽车中非常重要的部件,采用复合材料对其进行设计无论是对理论研究还是对工程应用,以及对环境和提升国内汽车制造工业的转型升级,都具有十分重要的意义和巨大的经济价值。本文首先建立传动轴的有限元模型,其次以传动轴的缠绕角度、缠绕层数、缠绕厚度为基本因素,采用ANSYS中的参数化设计语言,分别应用零阶优化方法和一阶优化方法对传动轴进行优化设计,使其缠绕角度和缠绕厚度更加合理。结果表明,本文优化方法可使传动轴满足轻质、高强的工程设计要求。

关键词: 纤维缠绕, 复合材料, 传动轴, 优化设计

Abstract: In recent years, with the concept of the lightweight automotive deeply rooted, CFRP is expanding the range of applications in the automotive filed. The automotive drive shafts is very important in car. It has so significant huge economic value that we designed it by using composite materials both for its theoretical research and engineering applications and the environment and enhance the upgrading of domestic automobile manufacturing industry in transition. In this paper, we first make the finite element model, then, the basic factor that is winding angle, winding layers, winding thickness of the drive shaft. The method of optimization is ANSYS parameter design language and SUBP and first-order optimization method of ANSYS. The purpose of this paper is to optimize automotive drive shaft and make its winding angle and winding thickness better and make it lighter, higher strength.

Key words: filament-winding, composite material, drive shaft, optimization design

中图分类号:

TB332

种海锋, 何钦象, 祖磊. 基于ANSYS的纤维缠绕复合材料传动轴的优化[J]. 复合材料科学与工程, 2015, 0(3): 20-25.

ZHONG Hai-feng, HE Qin-xiang, ZU Lei. OPTIMIZATION DESIGN OF COMPOSITE DRIVE SHAFT OFFILAMENT-WINDING BASED ON ANSYS[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2015, 0(3): 20-25.

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