论文标题

碳纤维复合材料传动轴系建模与特性研究

学科类别

机械工程

答辩人

杨沫

导师

胡业发

答辩时间

2018年11月30日（星期五）9:30

答辩地点

机电工程学院410会议室

简介

碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic，CFRP）具有高比强度、高比模量、大阻尼比和耐疲劳等优点，由CFRP制成的传动轴特别适用于长跨距、大扭矩和高转速传动系统中。美国、德国、挪威等国家已将CFRP传动轴系应用于冷却塔、直升机和船舶舰艇等装备中，并且取得了良好的效果。CFRP传动轴系的振动特性直接影响着整个机械装备的性能。然而目前对CFRP传动轴系动力学方面的研究仅停留在CFRP轴管层面，对传动轴系系统动力学方面的研究尚属空白。

本论文围绕CFRP传动轴系动力学模型和动态特性分析展开研究。根据复合材料轴管的结构特点和工艺特点，提出连续交叉离散层理论，以此为基础建立了复合材料轴管薄壁和厚壁统一的刚度预测模型。建立了基于逆偏轴变换的CFRP轴管阻尼预测数值模型，该改进模型能够大幅度提高传统阻尼数值模型的计算效率。以刚度和阻尼模型为基础，建立CFRP传动轴系振动分析理论模型，对CFRP传动轴系弯曲和扭转振动特性进行研究，并且对其振动稳定性进行了分析。分别对重型机床和船舶CFRP传动轴系在实际工况环境中的振动情况进行测试，有效验证了本论文建立的CFRP传动轴系动力学模型及分析得到的相关的动力学特性。

答辩委员会

主席：

段正澄  院士         华中科技大学

委员：

周祖德  教授         武汉理工大学

陈奎生  教授         武汉科技大学

郭顺生  教授         武汉理工大学

王  钧  教授         武汉理工大学

秘书：

  刘兆冰  副教授       武汉理工大学