复合材料传动轴固化成形的变形预测与补偿.pdf

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1、·机械制造·崔静，等·复合材料传动轴固化成形的变形预测与补偿复合材料传动轴固化成形的变形预测与补偿崔静，郑伟峰，谭昌柏，鲍益东【南京航空航天大学机电学院。江苏南京210016)摘要：复合材料传动轴在飞机、汽车等领域的应用范围越来越广，但是在实际生产中，为了保证复合材料传动轴的几何形状。通常需要经过切削加工才能达到精度要求．严重影响了传动轴的强度和疲劳寿命。针对某直升机复合材料传动轴的固化变形问题进行了深入研究。提出了一种基于变形预测及芯模反向补偿的复合材料传动轴精准成形方法．有效避免了切削复合材料纤维的问题，即首先利用ABAQUS

2、软件对传动轴进行变形仿真，在得到构件变形量的基础上对传动轴芯模部分进行反向补偿。成形后直接得到符合精度要求的传动轴．该方法在实际生产中得到了有效验证。关键词：复合材料传动轴；温度场分布；固化成形；变形预测；反向补偿中图分类号：TH133文献标志码：B文章编号：1671．5276(2015)06．0021．04DeformationPredictionandCompensationforCure-inducedDeformationofCompositeTransmissionShaftCUIJing，ZHENGWeifeng，TA

3、NChangbai，BAOYidong(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Theapplicationscopeofcompositetransmissionshaftismoreandmorewideoftheaviationandautomotiveindustries．Butduetotheparticularpropert

4、iesofcompositecomponents；thecompositetransmissionshaftismadedificultlymeettherequire—mentsoftheaccuracywhichafectsthestrengthandfatiguelifeseriously．Inthispaper，thecure-induceddeformationofahelicoptertransmissionshaftmadeupofthecompositematerialisstudieddeeplyandameth

5、odbasedondeformationpredictionandcompositecompensationinthemandrelforcomponent’Sprecisionformingisputforward，thusthemachiningoncompositefiberisefectivelyavoided：ABAQUSisusedtosimulatethedeformationofthetransmissionshaftfirstly，thenaccordingtothecomponentdeforma-tion，t

6、heshaftiscompensatedinthecompositedirectionofdeforming，theprecisionforthetransmissionshaftismadetomeettherequirements．Themethodisverifiedefectivelyinthepracticalproduction．Keywords：compositetransmissionshaft；temperaturefielddistribution；CUre—induceddeformation；deforma

7、tionprediction；com·positecompensation形后固化变形较大的问题进行研究。该构件在实际生产0引言过程中．复合材料缠绕段外径由于复合材料的膨胀变形而明显变大，为了满足轴承装配精度要求不得不再进行切削复合材料传动轴与钢轴相比。具有强度高、耐疲劳性加工．但是切削加工会破坏复合材料的纤维。从而影响传能好、减振性好等诸多优点，随着飞机、舰船、船舶等对轻动轴的强度和使用寿命。为了不影响构件的结构强度，避量化要求越来越高_1]．复合材料传动轴的应用日益广泛。免切削加工过程影响精度，提出一种经济有效的精度控制但是复

8、合材料传动轴制造工艺复杂，存在固化变形大，需方法：利用ABAQUS软件顺序耦合热一应力分析方法对切削加工才能达到装配精度的要求。而复合材料又是难该传动轴进行变形预测，在已知变形量的基础上．对芯模机加工材料．在切削热和切削力的作用下．会导致机体与复合