战敏，陈强，王敷玟

(广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院， 广东广州 511434)

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碳纤维复合材料性能优越，具有高强度、高刚度、低密度的特点，过往在航天航空和军事领域应用比较多，随着技术水平的进步在汽车制造行业也逐步开始应用。鉴于当下汽车轻量化的趋势，结合碳纤维复合材料低密度的特性，对碳纤维传动轴进行研究。

传统乘用车轴距普遍较长，四驱传动轴长度2 m左右。一般情况下，为了满足整车NVH性能，传统钢管传动轴长度超过1.5 m需采用两段式结构，中间设置支撑支架，不仅增加了质量，还产生了额外噪声。由于碳纤维复合材料具有高强度、高刚度的特性，碳纤维传动轴可以采用一段式设计。

国内外都对碳纤维传动轴进行了大量研究。国外对碳纤维传动轴的研究始于1970年，YATES等[1]公布了“碳纤维复合材料传动轴”的专利，CHO等[2]设计了一段式混合传动轴，该混合传动轴主要由铝承载，由碳纤维保证较高的固有频率。但并未提及铺层设计方法。KHOSHRAVAN等[3-4]用一段式复合材料传动轴代替了传统的两段式钢制传动轴，对拟定的铺层方案进行理论计算机有限元分析。2012年以来，由宝马公司牵头的一些大型汽车公司实现了碳纤维传动轴的产品化。国内对碳纤维传动轴的研究晚于国外约20年，胡晶等人[5]采用数值模拟方法，以铺层角度、顺序、厚度、对称性为变量，研究了传动轴的承扭能力。王高平和高攀[6]通过设计一种碳纤维复合材料混合传动轴，并研究了碳纤维复合材料混合传动轴的静力学性能以及固有频率性能。……