真空挖掘抽吸车CFRP叶轮的轻量化研究

真空挖掘抽吸车CFRP叶轮的轻量化研究

论文摘要

碳纤维复合材料(CFRP)具有强度高、比重小等优点,在结构轻量化上有着广泛的应用。以某型离心风机叶轮轻量化为目标,设计了两种碳纤维复合材料叶轮的轻量化方案。通过使用CAE分析软件Abaqus,对比典型工况下金属叶轮和碳纤维轻量化叶轮的结构强度,并继续优化碳纤维叶轮结构,最终设计出合理的叶轮结构。使用Tsai-Wu强度理论对碳纤维复合材料叶轮进行了强度校核。分析结果表明:碳纤维轻量化叶轮能够满足设计要求,且较之金属叶轮,两种方案下的轻量化叶轮减重比分别为72.23%和44.60%。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 叶轮模型和轻量化方案设计
  •   2.1 分析模型
  •   2.2 风机技术要求
  •   2.3 影响风机性能的关键因素
  •     2.3.1 离心风机的理论流量
  •     2.3.2离心风机的理论压力
  •     2.3.3 金属叶轮的理论强度
  •   2.4 轻量化方案设计
  •     2.4.1 叶轮整体采用碳纤维复合材料
  •     2.4.2 轮盖、轮盘采用碳纤维复合材料
  • 3 仿真分析
  •   3.1 设定叶轮的边界条件
  •   3.2 金属叶轮的有限元分析
  •   3.3 复合材料叶轮的有限元分析
  •     3.3.1 轻量化方案1的有限元分析
  •     3.3.2 轻量化方案2的有限元分析
  • 4 叶轮轻量化结果分析
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 胡业发,姚宇,黄向阳,宋春生

    关键词: 叶轮,碳纤维,轻量化设计,有限元分析

    来源: 机械设计与制造 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 汽车工业

    单位: 武汉理工大学机电工程学院

    基金: 国家自然科学基金(U1537103),中央高校基本科研业务费专项资金资助(2016III032)

    分类号: U469.6

    DOI: 10.19356/j.cnki.1001-3997.2019.07.016

    页码: 65-69

    总页数: 5

    文件大小: 390K

    下载量: 87

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