碳纖維傳動軸設(shè)計的6個原則，技術(shù)員必看

    碳纖維材料在汽車領(lǐng)域可謂是家喻戶曉，從原先的內(nèi)部裝飾，到如今的承力部件，見證了碳纖維材料的崛起。隨著技術(shù)的發(fā)展，碳纖維在汽車上的作用越來越大，連汽車傳動軸這種核心部件都可以使用碳纖維復(fù)合材料來制作了。無錫智上帶你看看碳纖維傳動軸設(shè)計的6個核心原則，技術(shù)人員不要錯過。

 

 

    碳纖維汽車傳動軸設(shè)計的6個核心原則

 

    在介紹碳纖維汽車傳動軸設(shè)計的原則之前，需要先科普一個知識。碳纖維傳動軸會采用鋪層、卷制和高溫固化成型的方式來生產(chǎn)，其中鋪層環(huán)節(jié)至關(guān)重要，直接決定了傳動軸的力學(xué)性能。想要力學(xué)性能更高更穩(wěn)定的碳纖維傳動軸，需要在鋪層環(huán)節(jié)對鋪層的角度、順序、比例和厚度等做綜合的評估和把控。

 

    1、定向鋪層原則：在實際中，盡量減少復(fù)合材料的鋪層角度，一般應(yīng)用較多的鋪層角度是0°、90°和±45°。

 

    2、鋪層順序原則：為了降低兩種鋪層的分層與開裂，一般情況下盡量避免相應(yīng)的鋪層角度連續(xù)鋪設(shè)，若一定要連續(xù)鋪設(shè)同意鋪層角度，則要求鋪層數(shù)小于5層；由于±45°鋪層角具有良好的抗沖擊性與抗壓縮特性，起到維護(hù)的作用，所以層合板的表層最好選用±45°鋪層角度。

 

    3、鋪層均衡對稱原則：非均衡對稱鋪層的復(fù)合材料固化成將發(fā)生耦合變形，而對稱鋪層的復(fù)合材料能有效避免這種現(xiàn)象。所以，應(yīng)該盡可能的使鋪層均衡對稱。

 

    4、鋪層厚度設(shè)計原則：鋪層厚度的突變會導(dǎo)致應(yīng)力集中，采用變厚度鋪層時鋪層數(shù)應(yīng)逐層遞增變化。每層鋪層數(shù)的差值要相等，并且其寬度應(yīng)大于2.5mm。為了避免臺階處產(chǎn)生分層時效，要求構(gòu)件的表層使用連續(xù)的等厚度鋪層。

 

    5、按載荷方向確定鋪設(shè)方向原則：鋪層時遵循按照載荷方向確定鋪設(shè)方向的原則。當(dāng)結(jié)構(gòu)受到單向拉伸或者壓縮時纖維方向按照載荷方向進(jìn)行鋪設(shè)；當(dāng)受到雙向拉伸或者壓縮時，鋪層方向沿著載荷方向0°與90°進(jìn)行正交鋪層；當(dāng)碳纖維復(fù)合材料受到剪切載荷時，根據(jù)-45°和+45°鋪層角度進(jìn)行成對鋪設(shè)；當(dāng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)受到復(fù)合載荷，如壓縮和剪切復(fù)合、拉伸和剪切復(fù)合時，鋪層方向按照0°、90°和±45°進(jìn)行多向鋪層。

 

    6、沖擊載荷區(qū)域設(shè)計原則：對于承受沖擊載荷的傳動軸，要求在受到?jīng)_擊的區(qū)域鋪設(shè)大量的纖維。由于0°鋪設(shè)角起到抵抗局部沖擊的作用，且±45°鋪設(shè)角能夠擴(kuò)散載荷，所以在承受沖擊載荷的區(qū)域需要充足的0°與±45°鋪角。如果碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)頻繁承受沖擊載荷，則應(yīng)該在結(jié)構(gòu)表面的各方向上均布鋪設(shè)纖維，且各相鄰層的鋪設(shè)角之差要小。

 

    碳纖維汽車傳動軸逇6個核心設(shè)計原則對于汽車生產(chǎn)和碳纖維研究來說是必須掌握的一門學(xué)問，是從根本上改善碳纖維復(fù)合材料整體力學(xué)性能的核心法則。