CFRP叶轮连接结构的强度分析与试验研究

发布时间：2024-05-10 05:21

　　非破坏挖掘抽吸车采用真空挖掘技术,可以有效避免城市建设中对地下交错的电缆、管线的破坏。其中,离心叶轮是车载抽吸系统的关键部件。传统的金属叶轮带来了启动力矩大、功耗高和设备磨损严重等一系列问题。碳纤维复合材料(CFRP)具备轻质、高强、耐疲劳等优点,采用其制作的轻量化叶轮能够有效降低设备负载,进而提高抽吸系统的效率。CFRP叶轮和金属轴盘之间的连接区域是离心风机的薄弱环节,其可靠性是离心风机正常运行的前提,同时也是应用碳纤维复合材料作为主承力件时必须解决的关键问题。本文采用数值模拟与试验结合的方法,对影响CFRP叶轮连接强度的因素进行了研究,为CFRP叶轮连接结构设计提供理论依据。本文的主要研究内容如下:结合复合材料三维应力-应变关系、基于应变的三维失效判断准则、基于断裂韧性的材料性能退化模型和CFRP叶轮连接结构的最终失效评价方法,建立了扭转载荷下CFRP叶轮连接结构的渐进失效分析流程。以CFRP叶轮连接结构的渐进失效分析流程为基础,编写了用户自定义子程序VUMAT。同时,在ABAQUS中建立了CFRP叶轮连接结构的有限元模型,并对扭转载荷下连接结构的失效模式及其扩展演化过程进行分析。...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1挖掘抽吸车真空抽吸系统示意图

图1-1挖掘抽吸车真空抽吸系统示意图图1-2离心风机结构示意图碳纤维复合材料具有密度小、强度大、模量高、可加工性强和疲劳性能好等优良特性，在航空航天、轨道车辆和风力发电机等领域有着广泛的应用[1-2]。采用碳纤维复合材料制作的轻量化叶轮能够有效降低车载抽吸系统的启动力矩....

图1-2离心风机结构示意图

图1-1挖掘抽吸车真空抽吸系统示意图图1-2离心风机结构示意图碳纤维复合材料具有密度小、强度大、模量高、可加工性强和疲劳性能好等优良特性，在航空航天、轨道车辆和风力发电机等领域有着广泛的应用[1-2]。采用碳纤维复合材料制作的轻量化叶轮能够有效降低车载抽吸系统的启动力矩....

图2-1两个坐标系角度差示意图

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图2-2CFRP叶轮结构示意图

11图2-2CFRP叶轮结构示意图连接结构设计及强度分析方法与原金属叶轮存在：（1）碳纤维复合材料具有组成部分多相性和力

本文编号：3968753