复合材料制综框力学性能参数化仿真研究

邱 海 飞

(西京学院 机械工程学院，西安 710123)



复合材料制综框力学性能参数化仿真研究

邱 海 飞

(西京学院 机械工程学院，西安 710123)

摘要:将碳平纹预浸料和单向碳纤维预浸料应用于复合材料层压板设计，采用复合材料壳单元Shell181模拟综框分层结构，建立了针对综框的非对称和对称结构层压板设计方案。静动态特性分析表明，非对称层压板结构综框具有较佳的静力刚度及动力学性能。利用APDL语言开发了综框的参数化建模程序，并以方向参数η和θ为变量，通过零阶算法实现了纤维铺层角度优化设计，结果将综框第1阶自振频率提高了约4.6%，有利于综框减振及织机车速提高。

关键词:综框；复合材料；层压板；优化；铺层角度；力学性能；碳纤维

综框为形成梭口的高速运动部件，对于织机系统的振动及噪声会产生重要影响。随着新型织机的高速高精化发展，对于综框的性能要求也愈来愈高。以往综框多以木质、铁质及铝合金材质为主，随着织机车速的提高，传统综框已不能满足新型现代化织机的生产要求，取而代之的是由复合材料制成的新一代综框[1]。复合材料具有质量轻、强度高及耐热性好等优良特性。大量实践表明，采用复合材料制成的新型综框，能够有效减小织造过程产生的振动及噪声[2]，有利于织机系统的稳定运行、保证生产效率，对于综框性能提升和技术改造具有重要的应用价值。本文将复合材料应用于综框结构设计，研究综框在不同层压板结构下的静动态特性，并实现纤维铺层角度优化，为新型综框研发提供有效手段和技术支持。……