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技术的发展与进步需要更优秀的材料属性和性能,复合材料的发展正是符合了这种需求的变化。所以复合材料逐渐引领了高端材料的发展风向标,成为继传统材料之后的设计领域的新宠。复合材料除了具有比强度高、耐疲劳、热性能良好、阻尼减振性能好、可设计性能优异等性能优势外还具有较高的阻尼特性,能够有效减轻传动轴的振动影响,保护轴结构。传统金属轴正逐渐丧失优势,并在很多领域受到高性能复合材料传动轴的冲击甚至被替代。因此,研究复合材料传动轴的振动特性和阻尼机理具有重要的理论与实用价值。 本文首先借助ANSYS软件对复合材料传动轴进行建模和模态分析,主要研究了两端简支边界条件下铺层角度和转速对复合材料传动轴的固有频率、临界转速和模态振型的影响。对复合材料传动轴系统进行有限元建模时,考虑了转子的陀螺效应,通过模态分析求解得到了坎贝尔图,进而得到其临界转速。通过提取并分析了很多组模态数据,得出了固有频率变化曲线图,并分析了不同铺层角度下对应的临界转速,同时还提取了多阶振型。这说明有限元分析方法对研究临界转速是很有用的。 对复合材料阻尼进行建模和分析,提取前四阶模态和固有频率,进而借助模态应变能法求解前四阶的结构阻尼损耗因子。通过改变不同的铺层角度来得到不同角度对应的阻尼损耗因子。最后进行自由振动时间响应分析,研究结构阻尼对于复合材料传动轴振动抑制的效应。