复合材料范文第1篇

Abstract：The expanding human population of the world is placing greater demand on forest resources, both natural forests and plantations. Situation and prospect analysis on wood-based Composites in application as structure materials are presented, also some suggestions are involved.

引言：木质复合材料的最大特点在于不仅能保持原单一组分材料各自的特性，而且可以性能互补，使材料具有优异的综合性能，因而在航空、航天、汽车及体育用品等领域都得到广泛应用。同时利用人工速生林木材和其它材料复合成新的木质复合材料，是缓解木材资源紧张并提升木材产业结构的有效途径。

关键词： 木质复合材料 集成材 应用现状 发展趋势

国内应用现状

集成材的概念始于1901 年, 由德国人Otto Hotzer提出, 1952 年日本引进集成材制造和生产技术, 并在此基础上加以改进, 使集成材得到了很大的发展。20 世纪80 年代, 集成材被引进我国, 首先进行此项研究的是黑龙江省林产工业研究所, 并于1987 年建厂, 当时产品主要出口日本。

我国在利用人造板制造结构用复合材料方面虽然起步较晚,但发展很快, LVL 的生产已达到一定的规模, 并已有产品出口。但目前我国木结构建筑主体框架材料绝大多数从北美国家进口, 其设计和建造技术也来源于国外, 由于缺乏检验技术、标准和规范,因此对已建成竣工的木结构建筑质量无法进行检验。近几年, 为规范和完善木结构市场, 以应对国外木结构住宅在我国的迅速发展, 我国相继制定出台了GB50206- 2002 《木结构工程施工质量验收规范》、GB50005- 2003《木结构设计规范》和《木结构设计手册》。同时, 我国在“十一五”期间, 将对木结构规格材的锯割工艺、规格材的分级检测、木结构的增强技术和木结构连接件等进行重点研究和开发, 并制定《结构用原木》、《结构用锯材》、《结构用胶合木检验方法》和《结构规格材机械分等》等相关标准和规范。此外, 我国还是国际标准化组织木结构技术委员会ISO/TC165 的P ( 积极)成员国, 并且参加第2( 胶合木结构) 、第6( 胶合指接)和第9( 原木结构含竹材) 3 个工作组的工作。建设部批准成立的建筑学会、建筑结构分会、木结构专业委员会等对我国今后木质结构复合材料的发展, 都具有非常重要的意义。

近几年, 随着北美木结构进入我国建筑市场, 我国开始对木结构房屋及其材料进行研究, 并取得了一些成果。但总体而言, 我国对木质复合材料应用于住宅建筑方面的研究与国外发达国家相比差距较大。通过引进一些国外木结构建筑技术和经验的项目, 对发展我国的木结构市场有很大促进作用。

与此同时，我国各大高校和科研院所也致力于研究各种新型木质复合材料，并取得很大进展。例如：贺福等研究发现碳纤维增强塑料--木材(CFRW)的增强效果十分显著，其弯曲模量可比木材提高12倍；张双保等[12-13]进行了玻璃纤维增强人造板的一系列研究，发表的研究报告有：木材玻璃纤维复合材料性能改善的研究、玻璃纤维增强三倍体毛白杨木质(纤维)复合材料等研究；王卫东等[14]进行了金属网增强型杨木单板层积材的研究。以上研究得到的复合材料，其物理力学性能以及耐老化性能均有明显改善，可以达到或超过相关的欧洲结构板(PrEN300-94 OSB/4)标准要求，用作为工程结构材料。王增春等[15]关于新型高性能材料FRP加固木结构的应用和理论研究。

国外应用现状

国外结构用木质复合材料的发展较早( 如日本、澳大利亚、美国和加拿大等国) 。1973 年, 由澳大利亚人J.D.Coleman 提出将木材天然结构解离到重新组合为所需要产品的程度, 即不打乱纤维的排列方向, 保留木材的基本特性, 进而重新组合成具有木桁梁那样强度的产品。1985 年Repco 公司宣布重组木诞生, 同时宣布重组木为澳大利亚联邦科学院林业产品研究所( CSIRO)发明, 并于1987 年在澳大利亚南方公司建厂生产重组木。1985 年日本也进行了类似的研究, 1986 年重组木在日本进入了工业化试生产。

新型纤维增强材料的应用是近几年发展起来的又一新型结构材料, 包括碳纤维增强集成材、纤维增强集成木梁等。木结构工字木搁栅( Wood I- Joist) 也被广泛应用于木结构建筑中, 它与胶合集成材相匹配, 是替代实木规格材的有效木结构材料, 并已在北美住宅结构中占据了重要的地位。美国和加拿大在木结构中使用工字梁居多, 且已经替换了实木托梁或横梁等。这些木质复合工程材料持续、高速的发展势头, 成为用木质复合材料建筑的发展基础, 同时开发结构用木质复合材料这一特有的林产品市场, 在国内外受到格外关注。

目前，国外利用木质复合材料建造房屋已经达到专业化水平。极大限度的把施工现场的工作转移到工厂中完成，加速了进度，减轻了劳动强度，提高工作效率及产品质量，减少材料损耗，而且不受季节限制，可以取得较好的效益。

发展趋势

我国是一个森林结构失衡和资源匮乏的国家，木材资源供需矛盾日益突出，原料供应的紧缺已成为制约人造板行业发展的瓶颈，但是原料短缺的压力也加快了人造板产业木材供给渠道的调整。

我国的人工林面积已达4466.7 万h m2, 人工林蓄积10.1 亿m3, 居世界首位。当前木材资源结构形式发生了变化, 已由天然优质大径级材向人工速生低质小径木转变, 小径木材已成为我国工业用材的主体。为解决木材供求矛盾, 应最大限度地利用低质小径木和提高木材利用率, 寻找可替代实体结构木材的新产品。

在当前形势下，结构用木质复合材料应致力于利用低等级木材制造出高强度结构材。

木质复合材料的优势在于，提供健康、舒适的生活环境, 给建筑带来新的形式和风格。国内木质工程材料的迅速发展, 使得建筑与装修合二为一, 使用面积增加, 造价明显降低。

相关高校和科研院所都在进行结构用木质复合材料研究, 该研究是一个系统科学, 从结构单元到最终产品环环相扣, 一个结构单元的性能会影响到结构组件、结构系统甚至整个建筑的使用性能。结构用木质复合材料在我国虽起步较晚, 但发展速度非常快, 它的独特功能和良好的结构性能, 越来越受到人们的关注和青睐, 在未来的木结构建筑市场中将具有很强的竞争力。但同时我们也要对其进行客观地分析, 解决好目前存在的问题, 以利于木结构房屋的顺利发展。

目前, 我国建筑行业和房地产业空前发展,，加之政府对木结构建筑的支持,，以及相关规范标准的健全,，非常有利于我国木结构的发展。有关资料显示，“九五”期间城镇住宅竣工面积23.45 亿m2， 大大高于“九五”计划12 亿m2 的目标。“十五”期间全国城乡住宅累计竣工面积57 亿m2，其中城镇住宅竣工而积27 亿m2。但新建住房的大部分为钢筋混凝土结构，只有不到1%为木结构建筑，未能满足不同层次人们的需要。而加拿大90%以上、美国80%以上的别墅和低层公寓采用木结构，日本每年的木结构住宅竣工数达到10 万套。在我国， 木结构建筑还鲜为人知， 木结构房屋市场基本还是空白，因此其发展的空间很大。加拿大联邦政府官员曾宣称，目前在中国内地建造中的木结构房屋只有300 栋，计划再建9000 栋，估计中国内地五年内将使其每年建造的木结构房屋数量达到15000 栋，木结构住宅别墅正在中国悄然兴起。

几点意见

我国结构用木质复合材发展速度缓慢的主要原因有以下几方面: ①缺乏系统的应用研究；②建筑规范标准不完善, 使结构用木质复合材的应用缺乏依据, 进入建筑业巨大的消费市场有一定的难度； ③国产设备与制造工艺尚不成熟, 生产规模、产品质量、制造成本及销售价格缺乏市场竞争力； ④结构用木质复合材的市场定位不够准确。

在市场经济大潮中，当我们不断追逐经济利益时，也应该考虑环境协调可持续发展，在木材加工中，废弃木质材料的循环利用，既可以实现废弃木质材料作为人造板工业的原料，在一定程度上缓解木材资源供应不足的压力，又可以改变传统单方向木材消耗模式，走循环经济发展模式，对建设资源节约型环境友好型社会都具有重要的现实意义。

要落实木质材料循环利用，主要有以下四种方法

1）再使用。即对使用过的板材及木制品经过修整后重新利用，基本上不改变原来的形状、性质和用途。对于质量比较好的废旧木材回收复用，是废旧木材循环利用最直接也应是首选的途径。如建房拆下的废旧建筑木料，经分类后可按市场需求加工成各种可用木料；木质包装材料回收后可根据情况回收复用。

2）再循环利用。即将废弃木质材料进行物理、化学处理后，制造出具有较高附加值的产品，如制造刨花板或纤维板。

3）再生利用。即利用废弃木质材料生成一种与原来木材性质不同，且具有较高价值的产品，如碳纤维增强材料和木塑复合发泡材料。

4）降解。即将再三利用后不能再循环利用的废弃木质材料在自然或人工条件下，降解或水解作为肥料和饲料。

参考文献

[ 1] 王允飞等，废弃木质材料循环利用现状及前景分析，安徽农业大学等，2010

[ 2] 熊陈福等，木材-FRP 工程复合材料的发展与展望，北京林业大学，2006

[ 3] 沈照仁，从“木材工程学”谈起，中国林业科学研究院，1994-2001

[ 4] 王宏棣等，我国结构用木质复合材现状与应用前景，黑龙剑省林产工业研究所，2007 .

[ 5] 张双保等，玻璃纤维增强三倍体毛白杨木质(纤维)复合材料的研究[J]，北京林业大学学报，2001

[ 6] 张一帆等，一种新型木质建筑工程构件--字型托梁，东北林业大学，2003

[ 7] 胡剑虹等，发展木质复合建筑的探讨，南京林业大学，1994--2011

[ 8] 丁杰等，纤维增强树脂在工程木质复合材料中的应用 ，北京林业大学，2007

[ 9] 张涛，木质材料用阻燃剂的现状与发展方向，广州建材企业集团有限公司投资发展部，1994--2008

[10] 刘燕吉，木质材料的阻燃处理，1997

复合材料范文第2篇

常见的复合材料有：

1、玻璃钢，它是由玻璃纤维和酚醛树脂复合制成的。

2、碳纤维，它主要是以粘胶丝、聚丙烯腈纤维和沥青丝等为原料，然后在高达2800℃的高温下碳化而成的。

3、烧灼材料，它是用玻璃纤维和酚醛塑料的环氧树脂制成的复合材料。

（来源：文章屋网 ）

复合材料范文第3篇

【关键词】 复合材料损伤 复合材料检查 复合材料修理

1 火车复合材料

1.1 应用种类

火车复合材料结构通常被称为"纤维增强塑料"。这是因为它使用高强度的纤维增强材料，嵌入在一种树脂基体里，以层或层片的形式叠加起来，形成层板。然后使用一种精确控制的加压加热工艺把该层板固化为一种非常坚固和坚硬的结构。组成火车复合材料的组元有纤维增强材料，基体和界面层。

1.2 火车复合材料防火地板

火车复合材料防火地板的构造为夹层结构，其上蒙皮为耐磨、高强、防滑、防水的高性能复合材料；下蒙皮为高强度、耐水、防火复合材料；中间夹芯层为轻质、保温、隔热隔音材料。

高性能火车防火复合地板的特点如下：①轻质高强。复合材料火车地板的质量为l0kg/m2左右。强度高。地板的承载能力为5kN/m2；还可以设计更高承载能力的地板。②防火性好。复合地板蒙皮为不燃材料.发生车祸后地板不会起火、使用安全。③耐水性好。地板耐水洗、浸水不变形、不分层。浸水3个月后，强度仍能保留80%～90%。

高性能无机复合材料火车地板，克服了木地板资源缺乏和不防火的缺陷；也克服了PVC地板强度不高、冷脆及不防火的缺点，是火车改进中的第三代地板材料，实用价值很高，市场也很大。

2 火车复合材料防火地板的损伤

（1）复合材料基体树脂裂纹损伤。火车复合材料防火地板在承受拉伸载荷或交变载荷时，我们首先能在火车复合材料防火地板偏轴层内观察到基体裂纹。例如，[0/90/±45]s层合板90°铺层中的裂纹比[0/±45/90]s层合板90°铺层中的裂纹多。所有火车复合材料防火地板偏轴层的裂纹加在一起，有60%～90%的裂纹产生在20%疲劳寿命以前。（2）复合材料撞击损伤。火车复合材料防火地板耐撞击的性能较差。常会因受到外来物撞击而产生损伤。当撞击能量低于某个水平时，虽然目视不能觉察到损伤，这种损伤可能导致强度显著降低。复合材料结构在使用过程中，可能会因受到撞击而产生各式各样的损伤，可分为硬物体撞击和软物体撞击损伤。（3）复合材料层间分层损伤。火车复合材料防火地板的铺层顺序将决定在自由边缘处产生的层间法向应力是拉应力还是压应力。例如，[30/90]s层合板在拉伸载荷作用下，自由边缘处产生的层间法向应力是拉应力，而在压缩载荷作用下所产生的是压应力。

3 复合材料损伤的修理

3.1 复合材料修理设备

在火车复合材料防火地板结构修理固化过程中，需要对修理部位进行加温；在修理中可以设定一个指示最高温度的热电偶来控制修理固化周期，热补仪在修理固化周期中可以监控真空袋中的真空水平，如果真空袋出现异常，热补仪会发出报警。

3.2 复合材料修理辅助材料

辅助材料是火车复合材料防火地板修理完后它并不成为修理部件的一部分。辅助材料指的是在修理过程中被用来辅助固化工艺或帮助固化达到正确的纤维-树脂比率的材料。

辅助材料有：分离膜/织布、吸胶材料和透气棉、真空袋膜、做真空袋的密封胶带等。这些材料有不同的成分、厚度和温度范围可供选择。

3.3 复合材料修理材料

（1）树脂材料：树脂用于浸渍纤维织物，树脂是双组分环氧树脂系列。在两组分混合使用前，各组分可以在室温下保存。（2）纤维织物：纤维织物（纤维织物和纤维单向带）是湿铺层修理的铺层材料。湿铺层修理由用户采用纤维织物浸涂树脂进行的铺层修理。

参考文献：

[1]田秀云，杜洪增等.复合材料结构机维修，中国民航出版社，1996.

[2]David L.Brewer.An Introduction to Advanced Composite Structures Repair.Aircraft Maintenance Technology，2000.

复合材料范文第4篇

关键词：碳纤维；复合材料；应用

0 前言

碳纤维复合材料自20世纪50年代面世以来，以其独特的性能，主要用于火箭、航天、航空等尖端科学技术，随着碳纤维复合材料性能的不断完善和提高，目前在土木工程、航空航天、石油化工、交通运输、体育产品等领域得到广泛应用。

1 碳纤维复合材料的性能

碳纤维是由碳元素组成的特种纤维，其含碳量一般在90%以上。碳纤维材料有其独特的性能，包括：强度高，是钢铁的5倍；耐热性好，可以承受2000℃以上的高温；密度小，是钢铁的1/5；热膨胀系数低，在温差变化较大的情况下，变形量较低；抗热冲击性能也很好；耐腐蚀性能好，能耐硫酸等强酸的腐蚀；抗拉强度好，能达到钢的7～9倍。

2 碳纤维复合材料的应用

2.1 土木建筑领域的应用

水泥在土木建材领域中用量最大，但水泥也有诸如脆性大、抗拉强度低等缺点，而现在用混凝土或水泥做基体制成的碳纤维增强复合材料，克服了水泥强度低、在混凝土中易开裂、易受到氯盐、硫酸盐等侵蚀的缺点，在冬季及寒冷地区有很大的应用空间。在大型建筑中，钢筋的使用量相当惊人，国家体育场“鸟巢”的钢筋绑扎量达到5.2万吨，施工量大，运输、安装费时费力，如果采用自身较轻的碳纤维，可以大大降低建筑结构的重量，方便施工，减少安装时间，降低施工周期[1]。用碳纤维和树脂制成的碳纤维复合材料片，拉伸模量高、拉伸强度大，广泛应用于加固受损的钢筋混凝土结构物[2]，用在石油平台上可使石油平台壁的耐冲击性能大大增强。

2.2 航空航天领域的应用

航空工业最早大量采用碳纤维复合材料。在航空工业中，飞行器的质量轻，就意味着油耗的降低，速度的加快，碳纤维强度高、密度低、变形量低的特点决定了碳纤维是理想的航空材料。美国波音公司的787飞机，机体大量采用碳纤维材料，质量比传统的铝合金机体减轻近20%，耗油量大大降低，碳排放量每年可减少2700吨，被誉为“绿色客机”。欧洲空客公司A380客机上的机舱内壁板、后机身蒙皮、水平安定面等都由碳纤维复合材料制成。美国的“超级大黄蜂”战斗机、法国的“阵风”战斗机、欧洲的“台风”战斗机都大量使用碳纤维复合材料。碳纤维复合材料在航空工业上有着巨大的应用潜力[3]。

碳纤维复合材料可以减轻火箭和导弹的重量，加大火箭和导弹的射程，提高落点的精度[4]。美国的战斧式巡航导弹和三叉戟-2型导弹的发动机壳体采用的就是碳纤维复合材料。我国早在上世纪八十年代就在某型海防导弹上成功采用了碳纤维复合材料，使导弹的射程增大。“天宫一号”上的相机支架组件就是采用了由哈尔滨玻璃钢研究院研制的碳纤维复合材料。人造卫星展开式太阳能电池板也多采用碳纤维复合材料制作。目前碳纤维复合材料作为结构隐身材料也已经得到了某些应用[5]。

2.3 石油工业的应用

美国经过多年的努力，在20世纪90年代初研制成功了碳纤维复合材料连续抽油杆，试验结果表明: 碳纤维复合材料连续抽油杆克服了普通钢抽油杆质量大、能耗高、失效次数多、活塞效应大、作业速度慢、易磨损的缺点，是一种很有发展前途的特种抽油杆[6]。近来亚洲第一大石油公司中国石油天然气股份有限公司计划大力发展碳纤维产业,拓宽碳纤维复合材料的应用领域,不断向高端市场延伸，特别是海上钻井平台,目前每个平台要使用钢材8万吨,如果改用复合材料,则每个平台仅消耗1.3万吨的碳纤维复合材料。深海油气田将是碳纤维复合材料发挥作用的重要领域。

2.4 汽车工业、高速列车及体育用品中的应用

碳纤维扩大应用的最大希望在于在汽车工业的应用。在汽车车身、零部件中使用碳纤维复合材料，不但可以降低汽车的重量，而且可以更加经济环保，降低油耗。洛克希德马丁能源研究所（Lockheed martin Energy Research）的瓦伦（David Warren）统计过，如果每一辆北美的汽车用2.2kg碳纤维，那北美1800万辆小车的碳纤维总量就超过当前全球大丝束碳纤维总生产能力的4倍[7]。美国通用汽车公司和帝人公司日前宣布将联合研制应用在汽车上的先进碳纤维复合材料。碳纤维复合材料刹车片主要用于高速列车，是碳纤维复合材料的又一重要应用。日本、法国已经成功地将碳纤维复合材料刹车片应用于新干线和TGV高速列车制动，德国Knoor Bremse公司也研制出了高速列车用碳纤维复合材料盘型制动器。随着我国高速列车的飞速发展，碳纤维复合材料刹车片有着广阔的发展空间。碳纤维复合材料在运动器材中也得到了广泛应用。包括高尔夫球杆、网球拍、滑雪板、钓鱼竿、自行车架、冰球拍、船桨、赛艇等，都已经形成了成熟的市场。

3 结语

目前我国碳纤维复合材料发展迅速，在大飞机、高速列车等项目上都有着巨大的需求，但我国碳纤维复合材料的发展与发达国家相比还有很大差距，碳纤维复合材料还需要大量进口，在碳纤维的低成本上和复合材料成型技术上我们还要花很大的力气。

参考文献：

[1] 高鑫.碳纤维在土木建筑中的应用[J].建材工业信息，2004，No5，40~41.

[2] 赵稼祥.2002世界碳纤维前景[J].高科技纤维与应用，2002，Dec，Val.27，No6，7~9.

[3] 赵稼祥.碳纤维复合材料在民用航空上的应用[J].高科技纤维与应用，2003，Jun，Vol.28，No3，33~35.

[4] 韩冰,陈平.碳纤维复合材料火箭发动机壳体用韧性环氧树脂基体的研究.复合材料学报，2002，Apr, Vol.19，No2，25~27.

[5] 袁健.碳纤维复合材料天线反射面研制[J].火控雷达技术，2003，Sep，Val.32，44~46.

复合材料范文第5篇

关键词 复合材料；有限元分析方法；缠绕成型；机械连接

中图分类号：TH133 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）13-0042-02

1 概述

国内外技术发展情况：

在国外，最早生产碳纤维复合材料传动轴的公司是美国摩里逊公司（Morrison Molded fiber）。其生产的供通用汽车公司载重汽车使用。采用的碳纤维复合材料可以使原来的两件合并为一件，与钢材相比较质量可以减轻60%，每个传动轴减轻9 kg。该传动轴采用工业级48 k丝束碳纤维，年产量为60万根传动轴，每根传动轴消耗碳纤维0.68 kg。福特公司1984年将玻璃纤维复合材料传动轴应用到汽车领域。考虑到碳纤维的使用成本，早期传动轴主要采用的是玻璃纤维增强树脂或者玻璃纤维和碳纤维混合使用，其中碳纤维作为结构加强层。GKN 公司在1988年开始着手于碳纤维复合材料汽车传动轴的研究，传动轴在Renault Espace Quadra上的使用开创了碳纤维复合材料汽车传动轴的先驱。1992年推出的Renault Safrane Quadra的传动轴由原始的金属三段式发展到了金属和复合材料相连的 两节式，减重高达40%。此种传动轴销量较小，仅年产500套。在Toyota Mark II 使用的碳纤维传动轴减重50%，性能上大大的改善了。Audi 80/90 Quattro 首次使用碳纤维传动轴是在1989年，并且使用汽车型号一直延续到了1998年的Audi A4/A8 Quattro，此种型号传动轴年产已达30000套。

2 结构设计方案制定

2.1 复合材料传动轴管体设计

2.1.1 管体初步尺寸定义

2.1.2 材料选择

复合材料一般包括碳纤维复合材料，玻璃纤维复合材料，短切纤维复合材料，长切纤维复合材料等，比较这几种材料，对于传动轴这种主受力构件，一般需要采用碳纤维复合材料，或碳纤维与玻璃纤维混杂的复合材料，考虑到成本问题，一般早期传动轴制品主要采用的是玻璃纤维增强树脂或者玻璃纤维和碳纤维混合使用，其中碳纤维作为结构加强层，但随着我国复合材料产业的发展，碳纤维的生产水平及产量逐渐提高，价格也逐渐降低，碳纤维的复合材料的成本已经渐渐可以接受，且由于本次设计的传动轴被用于重型卡车，所受载荷很大，与以往的传动轴还是有很大的区别，所以本次传动轴设计不会把管体分成几部分，分别采用不同的材料，再固化加压成型。而是只选用碳纤维一种材料，预压实后一次固化成型。这样不但提高了零件的生产效率，零件的性能也会有很大的提高，且避免了零件二次进罐造成局部缺陷。所以本次设计选用性价比较高的碳纤维T700-E230及BA9913增韧树脂。

2.1.3 工艺选择

2.2 复合材料传动轴连接设计

复材传动轴与金属万向接头连接方式包括胶接和机械连接两种方式。其中，胶接方式由于胶接过程无法施加压力，无法保证基本的胶接强度，经过试验，胶接连接强度无法满足使用载荷要求。最终连接方式定义为机械连接。

2.2.1 胶结连接方案

然而，由于实际结构的限制，传动轴管体与金属轴头的胶接在工艺实施上存在几乎无法克服的困难，具体表现为：无法施加胶接压力；无法控制胶层厚度；易于出现弱胶接，从工艺角度出发，胶接连接方案不能够作为一个稳定的设计方案而被选择。

2.2.2 机械连接方案

机械连接是目前较成熟的工艺连接方案，但由于传动轴是一个闭腔结构，与金属轴头连接一侧可用沉头钢螺栓连接，另一侧则需要航空上较常用的单面连接螺栓进行连接，该种螺栓价格较高，为了降低成本，考虑采用一般金属传动轴连接上较常用的沉头销来代替单面连接螺栓，所以本次机械连接的方案共有两种。

方案一：

传动轴管体与接头一侧采用销子之间使用沉头长螺栓加螺母进行防脱。另一侧采用埋头钢螺栓进行连接。复材管体与金属接头采用过盈配合，以提高疲劳强度。

方案二：

传动轴管体与接头一侧采用的单面连接螺栓。另一侧采用埋头钢螺栓进行连接。复材管体与金属接头采用过盈配合，以提高疲劳强度。

3 试验结果

方案一的两根传动轴均在静扭试验扭矩加载未到规定的载荷时发生破坏。

破环点为金属接头与复材管体的连接处。

破坏的主要原因是沉头销与管体的连接面为竖直面，与沉头销所受的挤压力存在一定角度，引起沿径向方向的分力，最终将加长螺栓拉断导致试验失败。

方案二的共进行了6根传动轴的静扭及疲劳试验。

三根传动轴进行了静扭试验，其中一根达到了规定载荷后终止试验，终止原因为金属轴头发生破坏被迫试验中止，3根传动轴管体均未发生任何破坏，满足客户提出的静力试验要求，静力试验通过。

另外三根传动轴进行了疲劳试验，每根都完成了15万次的扭转疲劳测试，测试完成后接头及传动轴管体均未出现局部破坏或裂纹，满足客户要求，疲劳试验通过。

4 结论

复合材料传动轴连接方案二最终通过了静力及疲劳台架试验测试，满足客户提出的所有技术要求，在保证与金属传动轴互换性的基础上，重量减轻效果明显，证明复合材料在汽车领域使用的可行性。为未来汽车减重提供了一条新的途径。本项目的研究对象为重型卡车，其传动轴的受载情况要比其他汽车严重很多，可以推论对于其他大型客车或货车来说，如果结构形式及载荷公况都相似，该方案也有一定的可行性。

参考文献

[1]陈绍杰.先进复合材料在汽车领域上的应用[M].高科技纤维与应用，2011.