發(fā)布時(shí)間：2021-02-05 22:13

　　針對(duì)雙曲度蜂窩夾層結(jié)構(gòu)面板真空負(fù)壓成形的精度控制問題,建立了基于半解析、半數(shù)值模擬的回彈預(yù)測(cè)方法。首先,利用有限元方法建立了單層鋁板的壓貼分析有限元模型,獲得了鋁板大撓度彎曲時(shí)的膜應(yīng)力。然后,結(jié)合薄板大撓度彎曲平衡方程求解單層鋁板的臨界貼模壓力,并基于臨界貼模壓力建立了夾層結(jié)構(gòu)面板真空負(fù)壓成形的回彈預(yù)測(cè)有限元模型,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)雙曲度蜂窩夾層結(jié)構(gòu)面板的回彈預(yù)測(cè)。最后,開展了夾層結(jié)構(gòu)面板真空負(fù)壓成形試驗(yàn),有限元模擬和成形試驗(yàn)得到的面板型面精度偏差為9. 3%,表明建立的回彈預(yù)測(cè)模型具有較高的預(yù)測(cè)精度。 

【文章來源】：鍛壓技術(shù). 2020,45(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

夾層結(jié)構(gòu)面板的幾何參數(shù)

對(duì)某緊縮場(chǎng)高精度面板成形精度進(jìn)行預(yù)測(cè)，面板是由3層鋁板和兩層蜂窩膠結(jié)構(gòu)組成的雙夾層結(jié)構(gòu)。面板尺寸為:a=1255 mm,b=680 mm,f0=49.7 mm,h=1.5 mm。為保證夾層結(jié)構(gòu)面板的結(jié)構(gòu)剛度，3層鋁板的開縫方式不能重合，開縫方案如圖2所示。利用有限元軟件ABAQUS，建立單層鋁板壓貼模型，離散釘模采用連續(xù)模面替代，模具設(shè)置為剛性體。鋁板開縫寬度為0.8 mm，劃分網(wǎng)格時(shí)，沿著縫隙輪廓邊緣對(duì)鋁板進(jìn)行分區(qū)，從而保證網(wǎng)格的規(guī)則性�？p隙尖端未進(jìn)行特殊處理，模擬時(shí)會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，提取數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)應(yīng)力集中點(diǎn)進(jìn)行過濾處理，應(yīng)力集中點(diǎn)的數(shù)量相對(duì)于整個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的數(shù)量是極小的，應(yīng)力集中點(diǎn)對(duì)整個(gè)應(yīng)力水平的影響可以忽略。鋁板采用4節(jié)點(diǎn)全積分殼單元，網(wǎng)格大小為20 mm，有限元幾何模型如圖3所示。鋁板牌號(hào)為LY12CZO，彈性模量為7000 MPa，泊松比ν=0.33。為避免模擬過程中應(yīng)力波的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)了如圖4所示的平滑加載曲線。分別對(duì)3層鋁板進(jìn)行壓貼仿真，求解各自的臨界貼模壓力，將3層鋁板所得的臨界貼模壓力相加，從而求解出夾層結(jié)構(gòu)壓貼時(shí)所需的總臨界貼模壓力。

利用有限元軟件ABAQUS，建立單層鋁板壓貼模型，離散釘模采用連續(xù)模面替代，模具設(shè)置為剛性體。鋁板開縫寬度為0.8 mm，劃分網(wǎng)格時(shí)，沿著縫隙輪廓邊緣對(duì)鋁板進(jìn)行分區(qū)，從而保證網(wǎng)格的規(guī)則性�？p隙尖端未進(jìn)行特殊處理，模擬時(shí)會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，提取數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)應(yīng)力集中點(diǎn)進(jìn)行過濾處理，應(yīng)力集中點(diǎn)的數(shù)量相對(duì)于整個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的數(shù)量是極小的，應(yīng)力集中點(diǎn)對(duì)整個(gè)應(yīng)力水平的影響可以忽略。鋁板采用4節(jié)點(diǎn)全積分殼單元，網(wǎng)格大小為20 mm，有限元幾何模型如圖3所示。鋁板牌號(hào)為LY12CZO，彈性模量為7000 MPa，泊松比ν=0.33。為避免模擬過程中應(yīng)力波的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)了如圖4所示的平滑加載曲線。分別對(duì)3層鋁板進(jìn)行壓貼仿真，求解各自的臨界貼模壓力，將3層鋁板所得的臨界貼模壓力相加，從而求解出夾層結(jié)構(gòu)壓貼時(shí)所需的總臨界貼模壓力。通過MATLAB軟件擬合出臨界貼模壓力q(x,y)的三維分布圖，如圖5所示。此臨界貼模壓力q(x,y)即為引起夾層結(jié)構(gòu)回彈變形的壓力，通過計(jì)算得出引起夾層結(jié)構(gòu)回彈的平均貼模壓力為1.95×10-4MPa。

【參考文獻(xiàn)】：
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