仿螳螂虾鳌结构/功能的玄武岩纤维增强复合材料碟簧研究

Qigang Han ¹韩奇钢 ¹Shaoqian Shi ¹石绍迁 ²Kaiqiang Xu ²徐凯强 ²Zhiwu Han ¹韩志武 Junqiu Zhang 张俊秋 Shichao Niu 牛士超 Mingzhe Li 李明哲

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作者信息

1. 吉林大学辊锻工艺研究所,长春 130022
2. 吉林大学仿生工程教育部重点实验室,长春 130022
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摘要

碟形弹簧作为减震件广泛应用于重型机械领域,其材质为60Si2MnA、50CrVA等弹簧钢,存在质量大、不耐腐蚀等问题.针对上述问题,本文基于螳螂虾鳌具有的独特螺旋纤维结构启示,借助玄武岩纤维具有的密度小、耐腐蚀、绿色环保等特性,构建了仿螳螂虾螯玄武岩纤维增强复合材料碟簧的有限元理论模型,并探寻了单向玄武岩纤维织物螺旋铺排角度与复合材料碟簧载荷抗力之间的作用规律.计算结果表明:单向玄武岩纤维织物螺旋铺排角度为90°时,复合材料碟簧可获得最大载荷抗力6244.70N,较非螺旋铺排的单向玄武岩纤维织物复合材料碟簧的载荷抗力(4846.30N)提升28.90％,这归因于纤维铺排角度与碟簧环形对称结构的协同作用.计算结果与验证实验结果一致.本工作为复合材料碟簧抗力提升提供了一种新设计思路.

关键词

碟形弹簧/玄武岩纤维织物/螺旋铺排/载荷抗力

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主办单位

中国机械工程学会

会议名称

第十六届全国塑性工程学术年会暨第八届全球华人塑性技术研讨会

会议时间

2019-10-18

会议地点

太原

会议母体文献

第十六届全国塑性工程学术年会暨第八届全球华人塑性技术研讨会论文集

页码

974-977

出版时间

2019

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