H型碳纤维复合材料膜盘疲劳寿命研究

发布时间：2021-10-22 02:46

　　疲劳性能及寿命是复合材料产品在设计中必须考虑的一项重要性能。对于复合材料传动产品而言,疲劳性能研究及寿命预测是确保产品安全运行的重要工作。H型碳纤维复合材料膜盘是一种典型的复合材料传动产品,其重量轻、位移补偿能力大、设计紧凑,安装维护方便、许用转速高,是未来动力传动装置的重要发展方向。H型碳纤维复合材料膜盘在实际运转过程中,主要受到扭转应力的作用,扭转疲劳性能及寿命预测是其疲劳工作中的重要内容。本文将对H型碳纤维复合材料膜盘的扭转疲劳性能进行系统的研究。复合材料疲劳机理复杂,形式多样。国内外学者对扭转疲劳性能的研究很少。直接对复合材料产品开展扭转疲劳性能的仿真计算和试验研究,工作量较大,耗时较长,往往需要几年的时间,费用也较高。对于产品的工程应用来说,难以适应行业的快速发展及市场需求。针对这个问题,本文建立了一套适合工程应用的较快速、经济的预测复合材料传动产品扭转疲劳寿命的方法,并根据该方法研究了复合材料膜盘的扭转疲劳性能。首先通过仿真计算及静态力学性能试验确认H型碳纤维复合材料膜盘在运转过程中的主要受力形式。经过计算和试验可知,剪切载荷是H型碳纤维复合材料膜盘的主要受力形式。因此认为... 

【文章来源】：中国舰船研究院北京市

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

复合材料传动产品压拉备试样切力试验劳试验

靡栽げ釮型碳纤维膜盘的扭转疲劳寿命。同时，通过H型碳纤维复合材料膜盘疲劳寿命的研究，总结出一套工程适用的较为快速、经济的疲劳寿命预测研究方法。1.3本文主要研究工作本文的主要研究工作旨在建立一套适合工程应用的较快速、经济的预测复合材料传动产品疲劳寿命的方法，并根据该方法对典型的复合材料传动元件——H型碳纤维复合材料膜盘的疲劳寿命进行研究，预测H型碳纤维复合材料膜盘的疲劳寿命，最终通过试验验证疲劳寿命预测的准确性，同时也验证本文中评价复合材料传动产品疲劳寿命方法的可行性。本文的研究路线如图1-1所示。图1-1复合材料传动产品疲劳寿命的研究路线确定疲劳模式试样疲劳试验疲劳寿命预测疲劳验证试验压拉制备试样剪切静力试验疲劳试验S-N曲线等寿命图

中国舰船研究院硕士学位论文9第二章疲劳理论基础疲劳是一个复杂的过程，研究疲劳问题需要从基础理论开始了解，本章阐述了疲劳问题的一些常用理论，从宏观角度解释复合材料的疲劳行为表现。理论研究方面通过在疲劳过程中的强度或者刚度降趋势来解释疲劳行为；工程应用中采取S-N曲线或者等寿命曲线图的方法，便于直接对产品进行疲劳寿命预测。2.1疲劳概述2.1.1疲劳的定义疲劳是引起工程结构失效的主要原因之一，随着基础知识及工程设计经验的累积，人们对传统静力强度的研究已经十分充分，认识也十分深刻，但是对工程结构在使用过程中的疲劳寿命问题的认识还处于初步阶段。由于现代机械在设计过程中很少遇到静力破坏问题，那么对疲劳问题进行研究，防止机械结构在使用过程中发生疲劳破坏就显得十分重要。那么什么是疲劳？在材料受到一定程度的循环扰动作用之后，在其中的某个点或者某些点由于应力集中的影响，材料性能逐渐退化，并在表面形成裂纹，甚至发生断裂，在这个过程中其内部发生了永久的结构变化，这个过程叫做材料的疲劳。上述定义中指出疲劳问题具有以下特点：1）材料在使用过程中受到低于静力强度的扰动载荷作用才会发生疲劳。其中载荷必须是低于静力强度极限的，否则材料的破坏不是疲劳而是静力破坏。载荷可以有规律的，也可以完全不规则，根据这些特点载荷就可以分为恒幅载荷、变幅载荷和随机载荷。图2-1正弦恒幅循环应力


本文编号：3450229