《表5 材料力学性能参数》

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《复合材料涡轮轴结构力学性能预测方法验证及优化设计》

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以某型航空发动机涡轮轴图纸为参考，如图8所示。金属基连续纤维增强复合材料低压涡轮轴结构。模型总长度为1180mm，沿轴向各轴段半径从大到小为72.5mm、45mm、29.5mm与21mm。材料为国产SiC纤维100μm，纤维体积分数为43%，基体与内外层金属包套同为TC4材料料。选取Ti2AlNb为纤维基体与内外金属包套材料，纤维为SiC纤维，其直径为100μm，两种材料的材料参数，如表5所示。初步确定复合材料轴优化设计变量，为别为:内外金属层包套厚度tm，铺层层数N，每层铺层角度θi（纤维与单元坐标系X轴夹角），铺层厚度tc（单层厚度）。具体在铺层时依据复合材料层合结构铺层设计准则进行具体铺层设计。变量取值范围，如表6所示。