针对泵车变幅液压缸轻量化需求,设计了一种碳纤维复合材料液压缸。主要针对液压缸的缸筒和活塞杆进行了轻量化结构设计,并利用ABAQUS有限元软件对其进行了仿真分析。研究结果表明:对于缸筒,0°铺层可以有效降低缸筒的应力和位移;对于活塞杆,增加90°铺层能够有效提高活塞杆的刚度。同时,相较于金属液压缸,碳纤维复合材料缸筒减重26%,碳纤维活塞杆减重约57%,减重效果明显。

运用有限元分析软件ABAQUS对碳纤维复合材料（CFRP）层合板在低速冲击作用下的响应进行了模拟,发现了冲击过程中随着冲击能量的增大,层内最大应力随之增大的现象.实验利用光纤光栅（FBG）传感器受到应力作用后光栅中心波长随应力增大而增大的特性,对埋有FBG传感器的CFRP层合板进行低速冲击响应监测实验,并对解调仪采集的中心波长值进行分析,得到冲击能量与中心波长偏移峰值的关系.实验结果表明：埋有CFRP层合板中的FBG传感器能准确捕捉到瞬间冲击信号,并且FBG传感器中心波长偏移峰值能反映冲击能量的大小,随着冲击能量增大,中心波长偏移峰值增大,层内最大应力也随之增大.

树脂基碳纤维复合材料具有比强度和比刚度高、密度小、耐高温、耐腐蚀等优良性能。将其应用于汽车引擎盖,在保证刚度等力学性能要求的前提下,能够有效地减轻重量,实现汽车轻量化的目的。文中选择了合适的铺层顺序和铺层角度[90°/45°/0°/-45°/90°],优化了铺层方案,满足了汽车引擎盖的性能要求。从结构方面对碳纤维复合材料汽车引擎盖进行分析,指出其优势和不足,对包括引擎盖在内的汽车覆盖件的设计具有积极的参考意义。

通过对复合材料各种成型方法进行比较,选择RTM工艺来制造碳纤维引擎盖。文中采用工艺仿真软件RTM-W orx,分析了预成型体的渗透率以及树脂注射的压力和温度对充模时间的影响。经分析得出,在其他因素一定的前提下,渗透率与注射压力分别与充模时间成反比,注射温度与充模时间成线性递减的关系。

碳纤维复合材料铺层参数对其振动特性影响很大。以碳纤维复合材料板为研究对象,从理论上分析了碳纤维复合材料板在自由振动下的模态特性,并运用有限元模型分析了铺层参数（铺层角度,铺层厚度,铺层顺序）对碳纤维复合材料板隔振性能影响特点。结果表明,在单一铺层中,±45°的铺层隔振性能更好;铺层厚度对碳纤维复合材料板隔振性能影响不大;与循环铺层方式相比,对称铺层方式更有利于提升碳纤维复合材料板的隔振性能。

筏架结构对浮筏隔振系统隔振性能具有重要意义，桁架结构因其良好的隔振性能，在筏架结构设计中有着广泛的应用。通过对不同长度杆件进行振动分析，得到了杆件长度对振动传递的影响规律。在此基础上，提出一种螺旋杆桁架结构，并对其进行了振动传递分析和结构优化设计。最后，设计了一种螺旋杆桁架式筏架，并进行振动传递的仿真分析和实验研究。结果表明，螺旋杆桁架式筏架相比于直杆桁架式筏架具有更好的整体隔振性能，直杆桁架式筏架的隔振效果最大为57dB，而螺旋杆桁架式筏架隔振效果最大可以达到74dB。