*通讯作者:maozhou.meng@plymouth.ac.uk摘要:纤维增强塑料(FRP)复合材料已被广泛用于汽车行业,主要重点是减少质量。但是,关于其在电力传输组件(例如驱动轴)应用程序的报道相对较少。本文探讨了驱动轴中轻巧的FRP复合材料代替传统结构钢的可行性。针对钢驱动轴的三个FRP复合材料;玄武岩/环氧树脂,碳/环氧树脂和CNT(碳纳米管)增强碳/环氧复合材料。通过有限元分析(FEA)工具和经典层压板理论(CLT)分析了机械性能,而环境绩效是通过生命周期评估(LCA)方法评估的。研究表明,通过仔细设计,复合驱动轴可以胜过钢轴的机械性能(可节省90%的质量,安全系数高出50%)。研究发现钢轴比基于体现能量的FRP轴(钢总包含的能量150MJ,FRP +325MJ)可取。减少由于节省重量而减少的排放量的碳足迹意味着碳/环氧轴比钢轴更可取。提出了两个新的材料指数,可用于根据最小体现能量和全球变暖潜力选择材料。
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