不同内径碳纤维复合材料轴管的振动性能研究

孙泽玉^1,2,3，陶雷^1,2，肖杰⁵，余木火^1,2,3

1. 东华大学材料科学与工程学院2. 民用航空复合材料东华大学协同创新中心3. 上海市轻质结构复合材料重点实验室5. 东华大学分析测试中心

摘 要：利用脉冲激振实验技术和有限元分析方法,分别采用实验和有限元计算两种方法研究了轴管内径对碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CFRP)轴管自由状态下的振动性能的影响。结果表明:随着CFRP轴管内径的增加,其固有频率值增大,当轴管内径从50 mm增加到70 mm时,固有频率增加了39.13%,仿真和实测固有频率结果基本一致,仿真模型可靠。不同内径CFRP轴管在自由状态条件下第一阶振动都发生了弯曲振动,振动时1/4和3/4处不变形而中间和两端变形较大。随着CFRP轴管内径增加,振动衰减系数逐渐减小,衰减系数下降速率逐渐变缓。轴管内径引起阻尼性能的变化对轴管自由状态振幅衰减有较大影响,但是对固有频率影响较小。

关键词：碳纤维复合材料;传动轴;固有频率;阻尼;振动性能;