復合材料纏繞管扭轉性能的研究.pdf

1、近年來，隨著國家對低碳經(jīng)濟的大力支持，樹脂基復合材料由于具有耐腐蝕，輕質高強，可設計性等優(yōu)點使得其研究與應用變得越來越重要。目前，復合材料作為金屬材料的替代材料被應用在各種結構件上。在交通運輸領域中復合材料傳動軸由于具有很高的比強度，極佳的絕熱性等特點越來越受到人們的重視。因此，對玻璃纖維增強樹脂基復合材料扭轉性能的研究有著極為重要的意義。
　　 本文采用中溫固化環(huán)氧樹脂體系，用濕法纏繞工藝制備了幾種不同纏繞角度與不同厚度的復合

2、材料纏繞管，通過對試樣的樹脂含量、最大扭矩等性能的測試，研究了纏繞角、厚度等因素對復合材料纏繞管扭轉性能的影響，并采用最大應力準則和蔡-吳(Tsai-Wu)張量準則，運用有限元軟件分別對破壞試樣進行分析，找到兩種破壞準則下的失效指數(shù)，然后根據(jù)計算結果對混合層纏繞試樣進行破壞扭矩預測，并同實際扭矩對比，尋找預測復合材料纏繞管破壞扭矩的方法。
　　 研究結果表明，隨著試樣纏繞角度的增加，試樣的破壞扭矩和最大切應力逐漸減小，同時試樣的

3、壁厚也隨角度的增加而減小，當纏繞層數(shù)為3層時，25°試樣的最大扭矩和最大切應力分別比60°試樣增加了132％和45％。當纏繞角固定在25°時，3層試樣的破壞扭矩和最大切應力分別是2層試樣的128％和58％，因此纏繞層數(shù)越多試樣的扭轉性能越好。采用25°/60°/25°和60°/25°/60°混合角度纏繞的試樣扭轉性能與25°纏繞式樣比較接近，說明選擇合適的混合纏繞角度可以在不降低扭轉性能的情況下，提高其它方向上的力學性能。另外，所有扭轉