碳纤维复合材料传动轴

模具设计

模具工业２００９年第３５卷第２期

复合材料传动轴模具设计

肖红波

（武汉交通职业学院机电工程系，湖北武汉４３００６５）

摘要：针对复合材料传动轴形状复杂且增强材料采用编织体的特点，提出了气囊辅助真空ＲＩＭ工艺制造方案。设计了成型模具，并对模具基本结构和制作过程进行了较详细的探讨和研究。工艺实验表明，借助该模具能顺利实施气囊辅助真空ＲＩＭ工艺并制备出高性能的复合材料传动轴。

关键词：甩Ｍ；编织体；传动轴；模具设计

中图分类号：ＴＱ３２０．６６２

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００１—２１６８（２００９）吆一００６４—０３

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本文概述了碳纤维复合材料的发展和性能,简要介绍了碳纤维复合材料在土木工程、航空航天、石油工业等方面的应用情况。

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开发 j旨南 精细工原及中体化料间

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碳纤维复合材料的应用陈士杰

(常州刘国钧高等职业技术学校

江苏常州 2 3 0 ) 1 0 4

摘要：本文概述了碳纤维复合材料的发展和性能，简要介绍了碳纤维复合材料在土木工程、空航天、航 石油工业等方面的应用情况。 关键词：碳纤维复合材料应用’

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第!"卷第#期武汉理工大学学报

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碳纤维／树脂基复合材料导电性能研究

于杰，王继辉，王钧

（武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉-）.$$"$

摘要：研究了短切碳纤维／乙烯基酯树脂导电性与短切碳纤维含量、长径比、纤维取向的关系及其/01效应。短切碳纤维长径比越大、取向角越小，材料的渗虑阈值越低，导电性越好。渗虑阈值之后，纤维含量越低，转/01效应越明显，变温度越低；实验还发现体积膨胀是导致/通过分析/得出01效应的主要因素之一，01效应与体积膨胀之间的关系，渗滤区域材料的导电性受导电通路与隧道效应的综合影响，当纤维含量较高时，导电性能基本只受导电通路的控制。关键词：短切碳纤维／乙烯基酯树脂；导电性；长径比；/01

中图分类号：0文献标志码：32..!文章编号：（）45"46--.4!$$#$#6$$!-

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碳纤维复合材料在航模飞机上的应用

作者：冯博

来源：《亚太教育》2016年第02期

摘要：介绍了碳纤维复合材料在性能上的优点，通过介绍碳纤维复合材料在飞行器上的

应用来说明其在航模飞机上使用的可行性，分析了碳纤维复合材料目前在我国的研究现状和发展趋势。

关键词：碳纤维复合材料；航空；航模；应用

一、引言

上世纪中叶一种新型的结构材料被人们开发出来——碳纤维复合材料，近年来，世界各国的越发重视碳纤维复合材料的相关研发和推广，许多国家更是将其作为重点发展对象。

二、碳纤维的崛起

继玻璃纤维之后出现，又一代纤维增强塑料问世，这便是碳元素组成一种特种纤维，碳纤维。由于宇航工业飞快发展，而宇航工业极度需求轻质高强和耐烧的材料，所以碳纤维迅速发展。碳纤维的含碳量极高，碳纤维的最高比模量和最高比强度是其他高性能纤维无法比拟的力学性质。在保持强度不变的情况下，只有碳纤维能够耐2000℃以上高温惰性环境。

碳纤维容易加工、相容性高、易复合、自由度大，还拥有多种其他材料不具备的性质。因此适用更多的方面，发展比其他材料更加迅速。

三、碳纤维复合材料在航空领域大量应用以及航模对其的需求

飞机制造业看重了碳纤复合维材料的优越性能，于是大量使用碳纤复合维材料。小型商务飞机、直升飞机

碳纤维增强ＳｉＣ陶瓷复合材料的研究进展 邹世钦，张长瑞，周新贵，曹英斌

（国防科技大学 410073航天与材料工程学院国防科技重点实验室，湖南长沙）

摘 要： 碳纤维增强 SiC 陶瓷基复合材料具有良好的高温力学性能，是航空航天和能源等领域新的高温结构材料研究的热点之一。本文回顾了增强体碳纤维的发展，对材料的成型制备工艺，材料的抗氧化涂层研究进展和现有的一些应用做了综述，并展望了碳纤维增强 SIC 陶瓷基复合材料以后的研究重点及发展前景。关键词： 陶瓷基复合材料；碳纤维；碳化硅；陶瓷中图分类号： TQ342+.742; TQ174.75+8.2

文献标识码： A

文章编号： 1007-9815（2003）02-0015-06 前 言

在航空航天工业和能源工业等领域，随着新型发动机的研制和新概念航天运载器的发展，对高温结构材料提出了更高的要求。如航空发动机

的热效率主要取决于涡轮前的进口温度，当发动机的推重比为 10 1 650时，涡轮前进口温度达℃，在这样高的温度下，传统的高温合金材料已经无法满足要求，材料研究者把目光转向了陶瓷材料，高温结构陶瓷成为了研究的热点。

SiC 陶瓷具有良好的高温强度、高温稳定性和高温抗氧化能力，但由于其分子结构

碳纤维复合材料柔性连续抽油杆生产工艺

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拉挤成型于1951年首次在美国注册专利，60年代发展很慢，70－80年代

进入快速发展阶段。我国起步则较晚，直到90年代随着拉挤专用树脂技术的引进生产才进入快速发展时期。目前，引进及国产拉挤生产线已超过200条。我国发展拉挤与欧美形式相似：先开发形状简单的棒材，然后随着化工防腐、电力、采矿等行业的发展与需求，开发了型材制品，目前这些技术已经比较成熟。

拉挤工艺是一种连续生产复合材料型材的方法，它是将纱架上的无捻玻璃纤维粗纱和其他连续增强材料、聚脂表面毡等进行树脂浸渍，然后通过保持一定截面形状的成型模具，并使其在模内固化成型后连续出模，由此形成拉挤制品的一种自动化生产工艺。

利用拉挤工艺生产的产品其拉伸强度高于普通钢材。表面的富树脂层又使其具有良好的防腐性，故在具有腐蚀性的环境的工程中是取代钢材的最佳产品，广泛应用于交通运输、电工、电气、电气绝缘、化工、矿山、海洋、船艇、腐蚀性环境及生活、民用各个领域。

拉挤成型工艺形式很多，分类方法也很多。如间歇式和连续式，立式和卧式，湿法和干法，履带式牵引和夹持式牵引，模内固化和模内凝胶模外固化，加热方式有电加热、红外加热、高频加热、微波加热或组合式加热等。

拉挤成

玻璃纤维增强复合材料

概述GRC是英文Glass fiber Reinforced Cement 的缩写，指的是玻璃纤维增强水泥混合材料 GRC材料组成

GRC的基本组成材料为水泥、砂子、纤维和水，另外还添加有聚合物、外加剂等用于改善后期性能的材料。

水泥：通常用于GRC中的水泥主要有快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥。

纤维：GRC材料中使用的纤维必须是耐碱玻璃纤维，种类包括耐碱玻璃纤维无捻粗纱、耐碱玻璃纤维短切纱、耐碱玻璃纤维网格布。欧美国家要求GRC中使用的玻璃纤维氧化锆含量不低于16.5%，中国要求在使用普通硅酸盐水泥时氧化锆含量不低于16.5%。

聚合物：通常添加的聚合物为丙乳，即丙烯酸酯共聚乳液。

外加剂：通常可选择性地加入高效减水剂、塑化剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂、防锈剂等外加剂:当制品中含有钢质增强材料或钢质预埋件时，不得使用氯化钙基的外加剂。 其他材料：可以选择性的添加一些火山灰质活性材料，有利于提升GRC制品的综合性能，例如强度、抗渗、耐久等。 GRC产品种类

目前市场上比较常见的GRC产品有有GRC装饰制品、GRC外墙板、园林景观制品、轻质隔

传动轴结构分析与设计

传动轴总成主要由传动轴及其两端焊接的花键轴和万向节叉组成。传动轴中一般设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键，以实现传动长度的变化。为了减小滑动花键的轴向滑动阻力和磨损，有时对花键齿进行磷化处理或喷涂尼龙层；有的则在花键槽中放入滚针、滚柱或滚珠等滚动元件，以滚动摩擦代替滑动摩擦，提高传动效率。但这种结构较复杂，成本较高。有时对于有严重冲击载荷的传动，还采用具有弹性的传动轴。传动轴上的花键应有润滑及防尘措施，花键齿与键槽间隙不宜过大，且应按对应标记装配，以免装错破坏传动轴总成的动平衡。

传动轴的长度和夹角及它们的变化范围由汽车总布置设计决定。设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，花键套与轴有足够的配合长度；而在长度处在最小时不顶死。传动轴夹角的大小直接影响到万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向传动的效率和十字轴旋转的不均匀性。

在长度一定时，传动轴断面尺寸的选择应保证传动轴有足够的强度和足够高的临界转速。所谓临界转速，就是当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有振动频率时，即出现共振现象，以致振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速。传动轴的临界转速为

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编号：

传动轴设计计算书

编制： 日期： 校对： 日期： 审核： 日期： 批准： 日期：

一． 计算目的

我们初步选定了传动轴，轴径选取Φ27（详见《传动轴设计方案书》），动力端选用球面

传动轴设计计算报告

滚轮万向节，车轮端选用球笼万向节。左、右前轮分别由1根等速万向节传动轴驱动。通过计算，校核选型是否合适。 二． 计算方法

本车传动轴设计不是传统载货车上从变速器到后驱动桥之间长轴传动设计，而是半轴传

动设计。而且传动轴材料采用高级优质合金钢，且热处理工艺性好，使传动轴的静强度和疲劳强度大为提高，因此计算中许用应力按照半轴设计采用含铬合金钢，如40Cr、42CrMo、40MnB,其扭转屈服极限可达到784 N/mm2左右，轴端花键挤压应力可达到196 N/mm2。 传动轴校核计算流程：

传动轴校核计算 临界 转速ne计算 轴管直径选择 花键齿侧挤压应

分别制备了PTFE／碳纤维、MoS2／碳纤维混杂增强的尼龙66复合材料,用MM-2000型摩擦磨损试验机评价其摩擦磨损性能,用SEM和XPS分析了磨损表面。结果表明：PTFE／碳纤维混杂增强可以明显改善尼龙复合材料摩擦学性能;MoS2／碳纤维混杂增强没有改善复合材料的摩擦学性能;MoS2在摩擦过程中氧化生成的MoO3充当了摩擦副之间的磨粒,其磨损机理推测为粘着和磨粒磨损的综合作用。

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