基于ANSYS的机械传动轴有限元分析及优化

摘要

采用有限元分析软件ANSYS探究材料性能、工作角度等因素对机械传动轴的影响,采用结构钢、铝合金、聚乙烯、钛、碳纤维等5种不同材料,对外径为1.5 in的金属和复合材料机械传动轴进行分析.分析发现传动轴的工作角为15°时寿命最长,而碳纤维复合材料的抗应力和安全系数最高,屈服抗拉强度约为6 GPa,安全系数为15.钛的安全系数与碳纤维相同,但钛的抗拉屈服强度远远低于复合材料的抗拉屈服强度.经分析对比得出,由碳纤维制成的角度为15°的机械传动轴为最佳的传动轴设计.