文章标题：碳纤维复合材料在某舰船推进轴系中的设计研究

文章作者：王姝丹, 周瑞平, 国玉阔, 鞠垚
关 键 字：碳纤维复合材料;推进轴系;铺层;搭接
文章摘要：针对碳纤维复合材料重量轻、强度大、吸振能力强的特性，以某舰船推进轴系为研究对象，对碳纤维复合材料在推进轴系中的应用进行研究。基于Ansys Workbench的ACP模块对碳纤维复合材料进行铺层建立了碳纤维轴段计算分析模型。通过对不同铺层方案、不同搭接长度、不同连接方法进行分析，研究不同情况下的碳纤维轴段抗扭转与抗拉压能力，寻找碳纤维轴系的设计方案，最后将设计出的碳纤维轴系与纯钢轴进行对比研究，形成碳纤维轴系设计分析流程。研究表明，当碳纤维轴段选用混合连接且搭接长度为160 mm，铺层方式为[ (15°/45°/60°/90°/–60°/–45°/–15°)₁₄]时，能显著提高此推进轴系的抗扭转和抗拉压能力，碳纤维轴系较于普通纯钢轴轴系自重轻，有较好减振能力。所得结果可为后续同类型推进系统的设计与计算校核提供参考。