Design of a Composite Drive Shaft a

Design of a Composite Drive Shaft and its Coupling for Automotive Application, M.R. Khoshravan / 826‐834
828 Vol. 10, December 2012
strength and a 90º angle is the best for buckling
strength [10]. The main goal design is to achieve
the minimum weight while adjusting the variables
to meet a sufficient margin of safety, which is
translated in a critical speed (natural frequency)
higher than the operating speed (above 9200 rpm),
a critical torque higher than the ultimate
transmitted torque and a nominal stress (the
maximum at fiber direction) less than the allowable
stress after applying any of the failure criteria like
the maximum stress criteria (for example Tsai-Hill
criteria). Due to the physical geometry (larger
radius) of the drive shafts used in the mentioned
applications including automotive applications, the
shear strength, which specifies the load carrying
capacity,it is of minor design importance since the
failure mode is dominated by buckling therefore
the main design factors are the bending natural
frequency and the torsional buckling strength,
which are functions of the longitudinal and hoop
bending stiffness, respectively [10].
The material properties of the drive shaft were
analyzed with classical lamination theory (CLT). The
variable of the laminate thickness has a big effect
on the buckling strength and slight effect on bending
natural frequency. From the properties of the
composite materials, at given fiber angles, the
reduced stiffness matrix can be constructed. The
expressions of the reduced stiffness coefficients Qij
in terms of engineering constants are as follows [3]:

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ออกแบบของไดรฟ์เพลาคอมโพสิตและคลัปของยาน มรว. Khoshravan / 826‐834828 ปี 10, 2555 ธันวาคมความแข็งแรงและเป็นมุม 90º เป็น bucklingความแข็งแรง [10] การออกแบบเป้าหมายหลักคือเพื่อ ให้บรรลุน้ำหนักขั้นต่ำในขณะที่การปรับตัวแปรเพื่อตอบสนองความปลอดภัย ซึ่งเป็นแค่เพียงพอแปลในความเร็วที่สำคัญ (ความถี่ธรรมชาติ)สูงกว่าความเร็วในการปฏิบัติงาน (เหนือ 9200 รอบต่อนาที),แรงบิดสำคัญสูงกว่าที่ดีสุดแรงบิดที่นำส่งและการระบุความเครียด(สูงสุดในทิศทางใย) น้อยกว่าการใช้ความเครียดหลังจากใช้มีเกณฑ์ล้มเหลวเช่นเกณฑ์ความเครียดสูง (เช่น Tsai-ฮิลล์เกณฑ์) จากเรขาคณิตจริง (ขนาดใหญ่รัศมี) ของไดรฟ์ที่ใช้ในการกล่าวถึงโปรแกรมประยุกต์รวมถึงการใช้งานรถยนต์แรงเฉือนแรง ซึ่งระบุกำลังโหลดมันกำลังการออกแบบที่รองความสำคัญตั้งแต่การโหมดความล้มเหลวถูกครอบงำ โดย buckling ดังนั้นปัจจัยหลักการออกแบบคือ การดัดธรรมชาติความถี่และความแรง buckling torsionalซึ่งเป็นฟังก์ชันของระยะยาว และห่วงดัดตึง ตามลำดับ [10]คุณสมบัติวัสดุของไดรฟ์เพลาได้วิเคราะห์ ด้วยทฤษฎีคลาสสิกเคลือบ (CLT) ที่ตัวแปรของความหนาของลามิเนตมีผลใหญ่บน buckling แรงและผลเล็กน้อยดัดความถี่ธรรมชาติ จากคุณสมบัติของการวัสดุคอมโพสิต ที่กำหนดมุมที่เส้นใย การสามารถสร้างเมตริกซ์ความแข็งลดลง ที่นิพจน์ของสัมประสิทธิ์ความแข็งลดลง Qijในแง่ของวิศวกรรมคงจะได้ดังนี้ [3]:

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การออกแบบคอมโพสิตไดรฟ์เพลาและข้อต่อสำหรับยานยนต์แอพลิเคชันนาย Khoshravan / 826-834
828 ฉบับ 10 ธันวาคม 2012
ความแข็งแรงและ 90 องศามุมที่ดีที่สุดสำหรับการคาด
ความแรง [10] การออกแบบเป้าหมายหลักคือเพื่อให้บรรลุ
น้ำหนักต่ำสุดขณะที่การปรับตัวแปร
เพื่อตอบสนองอัตรากำไรขั้นต้นของความปลอดภัยที่เพียงพอซึ่งจะ
แปลในความเร็วที่สำคัญ (ความถี่ธรรมชาติ)
ที่สูงกว่าความเร็วในการทำงาน (เหนือ 9,200 รอบต่อนาที)
แรงบิดที่สูงกว่าที่สำคัญ ที่ดีที่สุด
และแรงบิดส่งความเครียดเล็กน้อย (
สูงสุดในทิศทางเส้นใย) น้อยกว่าที่อนุญาต
ความเครียดหลังจากใช้ใด ๆ ของเกณฑ์ความล้มเหลวเช่น
เกณฑ์ความเครียดสูงสุด (เช่นไจ่-Hill
เกณฑ์) เนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตทางกายภาพ (ขนาดใหญ่
รัศมี) ของเพลาขับที่ใช้ในการกล่าวถึง
การใช้งานรวมถึงการใช้งานยานยนต์
แรงเฉือนซึ่งระบุแบกภาระ
ความจุก็มีความสำคัญรองลงมาตั้งแต่การออกแบบ
ความล้มเหลวถูกครอบงำโดยคาดดังนั้น
หลัก ปัจจัยการออกแบบเป็นธรรมชาติดัด
ความถี่และความแรงบิดโก่ง,
ซึ่งเป็นฟังก์ชั่นของห่วงยาวและ
ดัดตึงตามลำดับ [10].
คุณสมบัติของวัสดุของเพลาขับที่ถูก
วิเคราะห์ด้วยทฤษฎีเคลือบคลาสสิก (CLT)
ตัวแปรของความหนาของลามิเนตที่มีผลขนาดใหญ่
ที่มีความแข็งแรงและผลกระทบโก่งเล็กน้อยดัด
ความถี่ธรรมชาติ จากคุณสมบัติของ
วัสดุคอมโพสิตที่มุมเส้นใยให้
ตึงลดเมทริกซ์สามารถสร้าง
การแสดงออกของค่าสัมประสิทธิ์ความฝืดลดลง Qij
ในแง่ของค่าคงที่วิศวกรรมมีดังนี้ [3]:

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การออกแบบของเพลาขับคอมโพสิตและการเชื่อมต่อของโปรแกรมยานยนต์ , ม.ร.ว. khoshravan / 826 ‐ 834
828 ฉบับวันที่ 10 ธันวาคม 2555
ความแข็งแรงและมุม 90 ºเป็นที่ดีที่สุดสำหรับการโก่ง
แรง [ 10 ] ออกแบบเป้าหมายหลักคือเพื่อให้บรรลุน้ำหนักน้อย ในขณะที่การปรับ

เจอตัวแปรขอบเพียงพอเพื่อความปลอดภัย ซึ่ง
แปลในความเร็ววิกฤต ( ความถี่ธรรมชาติ )
ที่สูงกว่าความเร็วปฏิบัติการ ( ข้างบน 9200 rpm ) แรงบิดที่สูงกว่าวิกฤต
สุดยอด
ส่งแรงบิดและความเครียดน้อย (
สูงสุดที่ทิศทางไฟเบอร์ ) น้อยกว่าด่าง
หลังจากใช้ใด ๆของความล้มเหลวเงื่อนไขเช่น
สูงสุดความเครียดเกณฑ์ ( ตัวอย่างเช่นเกณฑ์ลอว์ฮิลล์
) เนื่องจากรูปทรงทางกายภาพ ( รัศมีขนาดใหญ่
) ของไดรฟ์เพลาที่ใช้ในการกล่าวถึง
การใช้งานรวมถึงการใช้งานรถยนต์
แรงซึ่งระบุภาระแบก
ความจุ มันสําคัญการออกแบบเล็กน้อยเนื่องจาก
ความล้มเหลวเป็น dominated โดยการคาดดังนั้น
ปัจจัยการออกแบบหลักดัดบิดงอและความถี่ธรรมชาติ

แรง ซึ่งเป็นหน้าที่ของตามยาวและห่วง
ความแข็งแรงดัด โดย
[ 10 ]วัสดุ คุณสมบัติของเพลาขับเป็นแบบเคลือบด้วย
ทฤษฎีคลาสสิก ( CLT )
ตัวแปรของลามิเนตหนาที่มีผลขนาดใหญ่บนโก่งเล็กน้อย ผลต่อความถี่ธรรมชาติและความแข็งแรงดัด

จากคุณสมบัติของ
วัสดุคอมโพสิต ที่ให้มุมไฟเบอร์
ลดความแข็งเมตริกซ์สามารถสร้าง
การแสดงออกของลดความแข็งเท่ากับ qij
ในแง่ของค่าคงที่วิศวกรรมมีดังนี้ [ 3 ] :