Расчетно-экспериментальный метод определения конструктивного облика трансмиссионных валов, изготовленных с применением композиционных материалов
(Стр. 71-78)

Подробнее об авторах
Еремин Валентин Петрович инженер лаборатории № 2 «Композиционные материалы и конструкции» НИО-101 Больших Александр Андреевич инженер лаборатории № 2 «Композиционные материалы и конструкции» НИО-101 Шкурин Максим Викторович старший преподаватель кафедры «Проектирование и сертификация авиационной техники»
Чтобы читать текст статьи, пожалуйста, зарегистрируйтесь или войдите в систему
Аннотация:
Данная расчетно-экспериментальная работа посвящена разработке перспективных конструкций трансмиссионных валов автомобилей из полимерных композиционных материалов (ПКМ). В статье анализируются существующие конструкции приводных валов гоночных болидов и обосновывается использование карбонового приводного вала с титановыми наконечниками. Также рассматривается технология производства для такого продукта. Оценка характеристик конструкции под действием предельных нагрузок проводилась методом конечных элементов с учетом анизотропных свойств армированных материалов. Опытные образцы составных приводных валов были изготовлены для дальнейших лабораторных испытаний. По результатам испытаний приводные валы выдерживают больший крутящий момент, чем расчетный. В результате было решено установить их на гоночный болид для проведения натурных испытаний. Во время натурных испытаний композитного приводного вала конструкция соединения титанового наконечника с композитной трубкой была разрушена. В ходе натурных испытаний не было нагрузок, превышающих 60% расчетных, поэтому основной причиной разрушения конструкции является усталостное разрушение. Следующим этапом исследований стала разработка конструкции, устойчивой к длительным циклическим нагрузкам и обладающей достаточной надежностью. Эта конструкция была разработана, изготовлена и испытана в рамках натурных испытаний. В результате работы были сделаны выводы о характеристиках разработанных конструкций и их применимости к гоночным автомобилям.
Образец цитирования:
Еремин В.П., Больших А.А., Шкурин М.В., (2020), РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНСТРУКТИВНОГО ОБЛИКА ТРАНСМИССИОННЫХ ВАЛОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ. Computational nanotechnology, 2: 71-78.
DOI: 10.33693/2313-223X-2020-7-2-71-78
Список литературы:
Chandrakant P., Nayan G. Design & analysis of composite material shaft in automobile: A review // International Journal for Scientific and Research and Development. 2014. No. 2 (10). Pp. 149-151.
Афанасьев Б.А., Даштиев И.З. Проектирование элементов автомобиля из полимерных композиционных материалов: учеб. пособие / под ред. Б.А. Афанасьева. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 92 с.: ил.
Jebakani D., Paul Robert T. Particle swarm optimization for RBDO of composite drive shaft // European Journal of Scientific Research. 2011. Vol. 62. Is. 2. P. 294.
Hatwar P.K., Dr. Dalu R.S. Design and analysis of composite drive shaft: A review // International Journal for Scientific and Research and Development. 2015. No. 3 (1). Pp. 1294-1297.
Kassapoglou Ch. Design and analysis of composite structures with applications to aerospace structures. The Netherlands: Delft University of Technology, 2010.
Parshuram D., Mangsetty S. Design and analysis of composite. Hybrid drive shaft for automotives // The International Journal of Engineering and Science. 2013. No. 2 (1). Pp. 160-171.
Васильев В.В. Механика конструкций из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1988. 272 с.
Viroliya C.C., Viroliya V.C. (C.V. Patel). A review on “Design and development of composite drive shaft” // International Journal of Advancements in Research & Technology. December, 2018. Vol. 7, Is. 1,
Moorthy S., Mitiku Y., Sridhar K. Design of Automobile Driveshaft using Carbon/Epoxy and Kevlar/Epoxy Composites // American Journal of Engineering Research. 2013. No. 2 (10). Pp. 173-179.
Проектирование полноприводных колесных машин: учеб. для вузов. В 3 т. / Б.А. Афанасьев [и др.]; Под общ. ред. д-ра техн. наук, проф. А.А. Полунгяна. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008.
Bhajantri V.S., Bajantri S.C., Shindolkar A.M., Amarapure S.S. Design and analysis of composite drive shaft. 2014.
Manjunath K., Mohan S.K., Channakeshava K.R. Optimization and simulation of composite driveshaft for automobile applications // International Journal of Mechanical Engineering and Technology. 2010. No. 1 (1). Pp. 76-94.
Композиционные материалы: справочник / В.В. Васильев [и др.]; под ред. В.В. Васильева, Ю.М. Тарнопольского. М.: Машиностроение, 1990. 512 с.
Gebresilassie A. Design and analysis of composite drive shaft for rear-wheel drive engine. May, 2012. Vol. 3. Is. 5.
Kaw A.K. Mechanics of composite materials. Boca Raton (Florida): Taylor & Francis Group, 2006. 457 p.
Pedro P. Camanho Failure criteria for fibre-reinforced polymer composites. URL: http://paginas.fe.up.pt/~stpinho/teaching/feup/y0506/fcriteria.pdf (дата обращения: 07.12.16).
Kollar L.P., Springer G.S. Mechanics of composite structures. Cambridge University Press, 2003.
Ключевые слова:
композиционные материалы, трансмиссионные валы, полуоси, анализ методом конечных элементов, гоночный автомобиль, composite materials, drive shafts, finite element analysis, racing car.