水下装备用碳纤维复合材料传动轴研究

玻璃钢/复合材料 ›› 2019, Vol. 0 ›› Issue (10): 118-122.

水下装备用碳纤维复合材料传动轴研究

吉礼超¹, 宗方勇¹, 刘魏魏^2*, 肖文刚²

1.海军驻重庆六六二厂军事代表室,重庆401121;
2.北京玻钢院复合材料有限公司,北京102101

收稿日期:2018-11-27 出版日期:2019-10-28 发布日期:2019-10-28
通讯作者: 刘魏魏(1988-),女,硕士研究生,主要从事树脂基复合材料方面的研究,liuweiwei8811@163.com。
作者简介:吉礼超(1983-),男,硕士研究生,主要从事武器系统工程方面的研究。本文作者还有仙宝君²。

STUDY ON DRIVE SHAFT OF CARBON FIBER COMPOSITESFOR UNDERWATER EQUIPMENT

JI Li-chao¹, ZONG Fang-yong¹, LIU Wei-wei^2*, XIAO Wen-gang²

1.Military Representative Room of Navy Stationed in 662 Factory of Chongqing,Chongqing 401121, China;
2.Beijing Composite Material Industry Co., Ltd., Beijing 102101, China

Received:2018-11-27 Online:2019-10-28 Published:2019-10-28

摘要/Abstract

摘要： 从原材料选择、铺层结构对水下装备用碳纤维复合材料传动轴进行了设计,着重介绍了传动轴的设计计算过程,首先根据设计指标进行了传动轴铺层设计,然后采用层合理论和有限元相结合的方法对传动轴的扭转屈曲、扭转载荷及临界转速进行了分析,并根据设计的铺层方案制作了模拟样件,最后对模拟样件进行了扭转试验。结果表明:设计的铺层方案可以满足传动轴的设计指标要求。

关键词: 水下装备, 复合材料, 传动轴, 铺层设计

Abstract: In this paper, the drive shaft of carbon fiber composites for underwater equipment was designed from raw material selection and composite laminated structure. The design and calculation process of the transmission shaft was introduced emphatically. According to the design index, the layer design of the transmission shaft was firstly carried out. Then the torsional buckling, torsional load and critical revolutions of the drive shaft were analyzed by combining theory and finite element methods. Furthermore, the simulated sample was made on the basis of the designed laminated scheme and the torsion test of the sample was carried out. The results show that the designed laminated scheme can meet the requirements of the design index of the drive shaft.

Key words: underwater equipment, composites, drive shafts, layer design

中图分类号:

TB332

吉礼超, 宗方勇, 刘魏魏, 肖文刚. 水下装备用碳纤维复合材料传动轴研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2019, 0(10): 118-122.

JI Li-chao, ZONG Fang-yong, LIU Wei-wei, XIAO Wen-gang. STUDY ON DRIVE SHAFT OF CARBON FIBER COMPOSITESFOR UNDERWATER EQUIPMENT[J]. Fiber Reinforced Plastics/Composites, 2019, 0(10): 118-122.

参考文献

[1]彭亚. 碳纤维复合材料结构构件的抗弯性能研究. 南京: 南京工业大学, 2003.
[2] 赵娟. 基于ANSYS的碳纤维复合材料传动轴的铺层设计. 武汉: 武汉理工大学, 2011.
[3] 袁铁军, 周来水, 谭昌柏, 等. 复合材料传动轴设计及制造关键技术的研究. 汽车制造技术, 2012(10): 166-170.
[4] 肖文刚, 何志华, 董青海. 碳纤维复合材料传动轴设计与制造技术研究. 玻璃钢/复合材料, 2012(增刊): 232-235.
[5] 王丹勇, 陈以蔚, 李树虎, 等. 纤维增强复合材料传动轴应用及设计技术研究. 工程塑料应用, 2012, 40(2): 92-96.
[6] 李丽, 顾力强. 碳纤维复合材料传动轴临界转速分析. 汽车工程, 2005, 27(2): 239-240.
[7] 胡晶, 李晓星, 张天敏, 等. 碳纤维复合材料传动轴承扭性能优化设计. 复合材料学报, 2009, 26(6): 177-181.
[8] 崔广群, 肖文刚, 王鹏飞. 碳纤维复合材料传动轴承扭性能研究. 玻璃钢/复合材料, 2014(7): 74-77.
[9] Shokrieh M, Hasani A, Lessard L. Shear buckling of a composite drive shaft under torsion. Composite Structures, 2004, 64(1): 63-69.
[10] Ravi A. Design, comparison and analysis of a composite drive shaft for an automobile. International Review of Applied Engineering Research, 2014, 4(1): 21-28.
[11] 洪宝剑. 碳纤维复合材料传动轴的设计研究. 武汉: 武汉理工大学, 2012.
[12] 宋宇. 复合材料传动轴铺层优化设计. 天津: 天津工业大学, 2017.
[13] Rangaswamy T, Vijayarangan S. Optimal sizing and stacking sequence of composite drive shafts. Materials Science, 2005, 11(2): 133-139.
[14] 奚曹良. 碳纤维复合材料传动轴结构设计与计算方法研究. 上海: 上海交通大学, 2010.
[15] 种海锋, 何饮象, 祖磊, 等. 基于ANSYS的纤维缠绕复合材料传动轴的优化. 玻璃钢/复合材料, 2015(3): 20-25.