摘要5-8
ABSTRACT8-12
目录12-15
第一章 绪论 二十一世纪——复合材料时代15-31
1.1 引言 复合材料进展回顾及近况15-17
1.2 复合材料的优异性能及进展走势17-19
1.2.1 复合材料的优异性能17
1.2.2 复合材料的进展走势17-19
1.3 纤维增强复合材料在航空航天、船舶、汽车工业中的运用19-21
1.3.1 复合材料在航空航天中的运用19-20
1.3.2 复合材料在船舶工业中的运用20-21
1.3.3 复合材料在汽车工业中的运用21
1.4 碳纤维复合材料轴的优异性能、运用、探讨进展及背景21-27
1.4.1 碳纤维复合材料传动轴的优异性能22-24
1.4.2 碳纤维复合材料轴的运用及探讨进展24-26
1.4.3 课题探讨背景及作用26-27
1.5 本论文的探讨内容27-31
第二章 复合材料单向板的基本性能31-45
2.1 原材料的选择31-36
2.1.1 单层板基本性能数据的论述推算31-33
2.1.2 纤维增强相的选择33-34
2.1.3 树脂基体的选择及性能34-36
2.1.4 单层板基本性能数据的论述计算值36
2.2 试验策略及测试手段36-41
2.2.1 热失重36-37
2.2.2 单向板拉伸性能试验37
2.2.3 单向板压缩性能试验37-38
2.2.4 定向纤维增强塑料纵横剪切试验38-39
2.2.5 单向纤维增强塑料弯曲性能和层间剪切试验39-40
2.2.6 纤维缠绕增强塑料环形试样拉伸及剪切试验40-41
2.3 复合材料单向板基本性能的确定41-45
2.3.1 复合材料的含胶量41-42
2.3.2 复合材料单向板性能42-45
第三章 复合材料结构设计基础45-63
3.1 单向复合材料的刚度45-46
3.1.1 单向复合材料的正轴刚度45
3.1.2 单向复合材料的偏轴刚度45-46
3.1.3 单向板的基本性能数据46
3.2 复合材料层合板的刚度和工程常数46-53
3.2.1 复合材料层合板的面内刚度46-48
3.2.2 复合材料层合板的弯曲刚度48-50
3.2.3 复合材料层合板的工程常数50-51
3.2.4 ±θ反对称层合板随铺层角变化的性能51-53
3.3 层合板的强度准则及极限强度53-63
3.3.1 复合材料的强度准则53-56
3.3.2 层合板的强度56-60
3.3.3 ±θ反对称层合板强度随铺层角的变化60-63
第四章 基于MATLAB的碳纤维复合材料传动轴的设计及校核63-81
4.1 引言63
4.2 复合材料传动轴的设计要求63-64
4.3 复合材料传动轴轴身段设计64-78
4.3.1 传动轴的临界转速64-67
4.3.2 传动轴的屈曲强度67-69
4.3.3 复合材料传动轴铺层设计69-71
4.3.4 层合板的刚度和扭转极限强度71-74
4.3.5 层合结构的极限强度和许用强度74-76
4.3.6 复合材料传动轴的厚度计算76-77
4.3.7 传动轴参数确定77-78
4.4 轴身段校核78-81
4.4.1 强度校核78-79
4.4.2 屈曲校核79-81
第五章 连接部位及法兰设计81-95
5.1 连接部位设计原则81-90
5.1.1 连接策略及选择81-82
5.1.2 破坏方式及影响机械接头强度的因素82-83
5.1.3 连接接头几何参数设计原则83-85
5.1.4 传动轴连接部位的设计85-90
5.2 法兰的设计及计算90-95
5.2.1 材料选择90
5.2.2 法兰的力学计算及外观设计90-93
5.2.3 法兰设计图93-95
第六章 基于ANSYS的碳纤维复合材料传动轴设计及校核95-123
6.1 引言95-96
6.1.1 ANSYS介绍95-96
6.1.2 ANSYS软件求解历程96
6.2 ANSYS单元模型的介绍96-99
6.2.1 SOLID45单元模型96-97
6.2.2 SOLID46单元模型97-99
6.2.3 SHELL99单元模型99
6.3 复合材料传动轴轴身应力的有限元计算99-109
6.3.1 前置处理—模型的建立99-102
6.3.2 计算结果与讨论102-109
6.4 法兰的有限元计算及优化设计109-116
6.4.1 前置处理—模型的建立109-111
6.4.2 计算结果与讨论111-116
6.5 复合材料传动轴的模态浅析116-123
6.5.1 前置处理—模型的建立116-119
6.5.2 计算结果与讨论119-123
第七章 碳纤维复合材料传动轴的成型工艺及性能123-135
7.1 湿法长纤维缠绕成型工艺123-127
7.1.1 缠绕策略123-126
7.1.2 缠绕设备126-127
7.2 碳/环氧复合材料成型工艺的选择及制备历程127-129
7.2.1 碳/环氧复合材料的制备历程127-128
7.2.2 胶液温度128
7.2.3 缠绕张力128-129
7.2.4 固化工艺129
7.3 碳纤维复合材料传动轴结构件力学性能试验129-133
7.3.1 试验案例、历程与破坏形态129-132
7.3.2 试验结果浅析132-133
7.4 缠绕制品成型常出现缺陷的理由及解决策略133-135
第八章 结论和展望135-137
攻读学位期间发表的学术论文137-139