鋪縫強(qiáng)化，鋪縫強(qiáng)化纖維比例占連接套筒三維織物預(yù)制體纖維整體的26%。
[0049]第四，三維編織復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸部件的復(fù)合成型。針對(duì)于以上三維立體編織及二次鋪縫強(qiáng)化預(yù)制體，采用熱固性環(huán)氧樹脂膠黏劑為基體，采用VARI真空導(dǎo)入工藝實(shí)現(xiàn)樹脂膠液對(duì)混雜纖維立體結(jié)構(gòu)的快速浸漬，熱固化過程在大型烘箱中進(jìn)行，整個(gè)浸漬復(fù)合過程的真空度保持在0.08MPa。浸漬樹脂后的傳動(dòng)軸部件于80°C固化3小時(shí)后成型，含膠量保持在40%。該三維編織復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸的配件組合結(jié)構(gòu)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本實(shí)施例1的汽車傳動(dòng)軸滿足重型汽車大扭矩時(shí)的使用要求。與傳統(tǒng)二維纏繞復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸相比，強(qiáng)度提高70%，剛度提高50%以上。與對(duì)比例I中的三維復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸相比，強(qiáng)度提高50%以上，剛度提高30%以上。
[0050]對(duì)比例I
[0051]本對(duì)比例I設(shè)計(jì)的三維編織復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸的制備包括如下步驟:
[0052]第一，三維編織復(fù)合材料傳動(dòng)軸管預(yù)制體的制備。采用玻璃纖維作為預(yù)制體編織長絲，采用三維四向編織方式進(jìn)行傳動(dòng)軸管主體預(yù)制體的成型，該傳動(dòng)軸管兩端頭內(nèi)部設(shè)有第一滑動(dòng)花鍵槽，其中第一滑動(dòng)花鍵槽位置采用三維五向編織工藝成型，以備與其他部件連接，在花鍵槽部位的預(yù)制體織物厚度向采用高強(qiáng)度T700碳纖維進(jìn)行二次鋪縫強(qiáng)化，鋪縫強(qiáng)化纖維比例占傳動(dòng)軸管三維織物預(yù)制體纖維整體的20%。
[0053]第二，三維編織復(fù)合材料萬向節(jié)預(yù)制體的制備。采用玻璃纖維作為預(yù)制體編織長絲，采用三維五向編織方式進(jìn)行萬向節(jié)主體預(yù)制體的成型，其中在萬向節(jié)套管一側(cè)與連接套筒位置采用三維六向編織結(jié)構(gòu)制備預(yù)制體，在萬向節(jié)端頭一側(cè)采用三維六向編織結(jié)構(gòu)制備預(yù)制體，萬向節(jié)套管一側(cè)內(nèi)部帶有第二滑動(dòng)花鍵槽4，以備與其他部件連接。萬向節(jié)三維織物預(yù)制體成型后，在花鍵槽部位的預(yù)制體織物厚度向采用高強(qiáng)型T700碳纖維進(jìn)行二次鋪縫強(qiáng)化，鋪縫強(qiáng)化纖維比例占萬向節(jié)三維織物預(yù)制體纖維整體的20%。
[0054]第三，三維編織復(fù)合材料連接套筒預(yù)制體制備。采用玻璃纖維作為預(yù)制體編織長絲，采用三維六向編織方式進(jìn)行連接套筒主體預(yù)制體的成型，在連接套筒織物預(yù)制體表面的外滑動(dòng)花鍵編織過程中在其內(nèi)部嵌入金屬增強(qiáng)件，金屬增強(qiáng)件表面采用三維七向編織方式與套筒主體預(yù)制體進(jìn)行連接。連接套筒三維織物預(yù)制體成型后，在金屬增強(qiáng)件8表面預(yù)制體織物的厚度向采用高強(qiáng)度T700碳纖維進(jìn)行二次鋪縫強(qiáng)化，鋪縫強(qiáng)化纖維比例占連接套筒三維織物預(yù)制體纖維整體的26%。
[0055]第四，三維編織復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸部件的復(fù)合成型。針對(duì)于以上三維立體編織及二次鋪縫強(qiáng)化預(yù)制體，采用熱固性環(huán)氧樹脂膠黏劑為基體，采用VARI真空導(dǎo)入工藝實(shí)現(xiàn)樹脂膠液對(duì)混雜纖維立體結(jié)構(gòu)的快速浸漬，熱固化過程在大型烘箱中進(jìn)行，整個(gè)浸漬復(fù)合過程的真空度保持在0.08MPa。浸漬樹脂后的傳動(dòng)軸部件于80°C固化3小時(shí)后成型，含膠量保持在40 %。
[0056]經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析，采用玻璃纖維制備得到的汽車傳動(dòng)軸的力學(xué)性能均不如實(shí)施例I中的汽車傳動(dòng)軸的力學(xué)性能好。
[0057]實(shí)施例2
[0058]本發(fā)明設(shè)計(jì)的三維編織復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸的制備包括如下步驟:
[0059]第一，三維編織復(fù)合材料傳動(dòng)軸管預(yù)制體的制備。采用M60J高模量碳纖維與氧化鋁纖維混雜組合作為預(yù)制體編織長絲，碳纖維與氧化鋁纖維的混雜比例為6:1，采用三維五向編織方式進(jìn)行傳動(dòng)軸管主體預(yù)制體的成型，該傳動(dòng)軸管兩端頭內(nèi)部設(shè)有第一滑動(dòng)花鍵槽，其中第一滑動(dòng)花鍵槽位置采用三維六向編織工藝成型，以備與其他部件連接，在花鍵槽部位的預(yù)制體織物厚度向采用高強(qiáng)型T300碳纖維進(jìn)行二次鋪縫強(qiáng)化，鋪縫強(qiáng)化纖維比例占傳動(dòng)軸管三維織物預(yù)制體纖維整體的10%。
[0060]第二，三維編織復(fù)合材料萬向節(jié)預(yù)制體的制備。采用氧化鋁纖維與T700碳纖維混雜作為預(yù)制體編織長絲，氧化鋁纖維與碳纖維的混雜比例為1:2，采用三維四向編織方式進(jìn)行萬向節(jié)主體預(yù)制體的成型，其中在萬向節(jié)套管一側(cè)與連接套筒位置采用三維五向編織結(jié)構(gòu)制備預(yù)制體，在萬向節(jié)端頭一側(cè)采用三維七向編織結(jié)構(gòu)制備預(yù)制體，萬向節(jié)套管一側(cè)內(nèi)部帶有第二滑動(dòng)花鍵槽，以備與其他部件連接。萬向節(jié)三維織物預(yù)制體成型后，在花鍵槽部位的預(yù)制體織物厚度向采用高強(qiáng)型T700碳纖維進(jìn)行二次鋪縫強(qiáng)化，鋪縫強(qiáng)化纖維比例占萬向節(jié)三維織物預(yù)制體纖維整體的15%。
[0061 ] 第三，三維編織復(fù)合材料連接套筒預(yù)制體制備。采用T800碳纖維和UHMWPE纖維混雜組合作為預(yù)制體編織長絲，二者混雜比例為1:1，采用三維六向編織方式進(jìn)行連接套筒主體預(yù)制體的成型，在連接套筒織物預(yù)制體表面的外滑動(dòng)花鍵編織過程中在其內(nèi)部嵌入金屬增強(qiáng)件，金屬增強(qiáng)件表面采用三維七向編織方式與套筒主體預(yù)制體進(jìn)行連接。連接套筒三維織物預(yù)制體成型后，在金屬增強(qiáng)件表面預(yù)制體織物的厚度向采用高強(qiáng)型T800碳纖維進(jìn)行二次鋪縫強(qiáng)化，鋪縫強(qiáng)化纖維比例占連接套筒三維織物預(yù)制體纖維整體的40%。
[0062]第四，三維編織復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸部件的復(fù)合成型。針對(duì)于以上三維立體編織及二次鋪縫強(qiáng)化預(yù)制體，采用熱固性不飽和聚酯樹脂膠黏劑為基體，采用VARI真空導(dǎo)入工藝實(shí)現(xiàn)樹脂膠液對(duì)混雜纖維立體結(jié)構(gòu)的快速浸漬，熱固化過程在大型烘箱中進(jìn)行，整個(gè)浸漬復(fù)合過程的真空度保持在0.07MPa。浸漬樹脂后的傳動(dòng)軸部件于85°C固化2.5小時(shí)后成型，含膠量保持在39%。該三維編織復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸的配件組合結(jié)構(gòu)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本實(shí)施例1的汽車傳動(dòng)軸滿足重型汽車大扭矩時(shí)的使用要求。與傳統(tǒng)二維纏繞復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸相比，強(qiáng)度提高80 %，剛度提高60 %以上。與對(duì)比例2-1中的三維復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸相比，強(qiáng)度提高了75 %，剛度提高了8.5%。與對(duì)比例2-2中的三維復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸相比，強(qiáng)度提高了7.8%，剛度提高了56%。與對(duì)比例2-3中的三維復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸相比，強(qiáng)度提高了 40 %，剛度提高了 55 %。
[0063]對(duì)比例2-1:
[0064]與實(shí)施例2的區(qū)別是:傳動(dòng)軸管只采用M60J高模量碳纖維作為預(yù)制體編織長絲，其他與實(shí)施例2相同。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到，該三維編織復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸的配件組合結(jié)構(gòu)，與實(shí)施例2中的汽車傳動(dòng)軸相比，雖然強(qiáng)度與實(shí)施例2中的相一致，但是剛度明顯降低。
[0065]對(duì)比例2-2:
[0066]與實(shí)施例2的區(qū)別是:萬向節(jié)只采用氧化鋁纖維作為預(yù)制體編織長絲，其他與實(shí)施例2相同。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到，該三維編織復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸的配件組合結(jié)構(gòu)，與實(shí)施例2中的汽車傳動(dòng)軸相比，雖然剛度與實(shí)施例2中的相一致，但是強(qiáng)度較低。
[0067]對(duì)比例2-3:
[0068]與實(shí)施例2中的區(qū)別是:在制備完傳動(dòng)軸管預(yù)制體、萬向節(jié)預(yù)制體和連接套筒預(yù)制體后，沒有進(jìn)行二次鋪縫強(qiáng)化步驟，其他與實(shí)施例2相同。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到，該三維編織復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸的配件組合結(jié)構(gòu)，與實(shí)施例2中的汽車傳動(dòng)軸相比，其剛度和強(qiáng)度都明顯降低。
[0069]經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析，采用其他纖維混雜制備得到的汽車傳動(dòng)軸或者沒有采用二次鋪縫處理的汽車傳動(dòng)軸的力學(xué)性能均不如本發(fā)明的汽車傳動(dòng)軸的力學(xué)性能好。
[0070]實(shí)施例3
[0071 ]本發(fā)明設(shè)計(jì)的三維編織復(fù)合材料汽車傳動(dòng)軸的制備包括如下步驟:
[0072]第一，三維編織復(fù)合材料傳動(dòng)軸管預(yù)制體的制備。采用M40J高模量碳纖維與玄武巖纖維混雜組合作為預(yù)制體編織長絲，碳纖維與玄武巖纖維的混雜比例為1:1，采用三維五向編織方式進(jìn)行傳動(dòng)軸管主體預(yù)制體的成型，該傳動(dòng)軸管兩端頭內(nèi)部有第一滑動(dòng)花鍵槽，其中第一滑動(dòng)花鍵槽位置采用三維六向編織工藝成型，以備與其他部件連接，在花鍵槽部位的預(yù)制體織物厚度向采用高強(qiáng)型T800碳纖維進(jìn)行二次鋪縫強(qiáng)化，鋪縫強(qiáng)化纖維比例占傳動(dòng)軸管三維織物預(yù)制體纖維整體的13%。
[0073]第二，三維編織復(fù)合材料萬向節(jié)預(yù)制體的制備。采用玄武巖纖維與T700碳纖維混雜作為預(yù)制體編織長絲，氧化鋁纖維與碳纖維的混雜比例為1:3，采用三維五向編織方式進(jìn)行萬向節(jié)主體預(yù)制體的成型，其中在萬向節(jié)套管一側(cè)與連接套筒位置采用三維五向編織結(jié)構(gòu)制備預(yù)制體，在萬向節(jié)端頭一側(cè)采用三維七向編織結(jié)構(gòu)制備預(yù)制體，萬向節(jié)套管一側(cè)內(nèi)部帶有第二滑動(dòng)花鍵槽，以備與其他部件連接。萬向節(jié)三維織物預(yù)制體成型后，在花鍵槽部位的預(yù)制體織物厚度向采用高強(qiáng)型T700碳纖維進(jìn)行二次鋪縫強(qiáng)化，鋪縫強(qiáng)化纖維比例占萬向節(jié)三維織物預(yù)制體纖維整體的14%。
[0074]第三，三維編織復(fù)合材料連接套筒預(yù)制體制備。采用芳綸纖維和T700碳纖維混雜組合作為預(yù)制體編織長絲，二者的混雜比例為1:4，采用三維四向編織方式進(jìn)行連接套筒主體