碳纤维布加强汽车承重梁的研究

【目的】采用轻质高强材料和优化设计工艺,降低汽车自重,提升性能和经济性。【方法】以汽车承重梁材料为研究对象,采用碳纤维布包裹工艺对其进行了轻量化和强化的处理,设置了无包裹,30°、45°、60°、90°包裹一层(90°为环形,其余为螺旋)以及30°、45°、60°、90°包裹两层共9组实验,并通过有限元软件ANSYS研究了碳纤维布包裹对芯棒的尺寸、质量和力学性能的影响规律。【结果】1)包裹工艺对芯棒尺寸和质量影响较小,不会显著改变轻量化特性;2)包裹工艺显著提升了芯棒的力学性能,包括拉伸和弯曲强度、模量和刚度;3)有限元模型有效模拟了包裹工艺对芯棒性能的影响,仿真与实验数据一致性高。【结论】通过优化碳纤维布包裹工艺,可提高工作质量及效率,实现轻量化和强化双重效果,为汽车轻量化设计提供了一种有效的方法。

FSAE赛车悬架碳纤维圆管与金属接头剪切应力的研究

FSAE赛车悬架多采用碳纤维复合材料设计,以利于减少整车质量和簧下质量。加工时碳纤维复合材料圆管与金属接头多采用胶接工艺。针对胶接复合构件拉压载荷响应,引入相关假设和边界条件,建立接头的应变能方程,基于最小势能原理和变分法,成功获得胶层的应力分布情况,并与有限元分析结果进行对比,二者吻合程度较好;基于该理论模型,研究了接头的几何因素和物理因素对胶层剪切应力分布的影响,得出相关规律,为优化碳纤维圆管与金属接头胶接性能提供设计依据。

安装参数对质量渐变机组振动特性影响

针对柴油发电机组运行过程中,因油料消耗伴随的质量渐变特征,探讨安装参数对机组振动特性的影响。对发电机振动开展实验测试,获取关键点处加速度曲线,结果表明曲线由多周期振动叠加而成。另将机组简化为双自由度模型,建立振动微分方程,采用四阶龙格—库塔法对方程进行数值求解,并利用振动相轨线进行描述。计算结果表明,双自由度方程振动相轨线随计算参数不同分别呈恒定、发散及收缩三种形态。对比分析可知,质量渐变系统两质量安装阻尼搭配对振动响应具有决定性影响。