近些年,夾芯板以其優(yōu)良的綜合性能和靈活的結構設計成為先進工程材料領域的研究熱點。因其具備輕質(zhì)、高比強度、高比剛度、抗沖擊等優(yōu)異的結構性能以及隔熱隔音、減振、電磁屏蔽等多功能特性,已被廣泛應用于航天航空、汽車工程、高速列車、船舶以及建筑等領域。隨著制造業(yè)對產(chǎn)品外形多樣化的要求不斷提高,對夾芯板曲面的需求也愈加迫切。目前,夾芯板曲面多為膠結固化法制備的復合夾芯板曲面,其生產(chǎn)成本高,力學性能和使用壽命受膠粘劑的制約。而傳統(tǒng)全金屬夾芯板具有典型的難成形特點,成形過程中容易發(fā)生面板起皺、斷裂以及夾芯剪切破壞等失效形式,導致其應用多限于平面結構形式,嚴重限制了夾芯板的應用潛力。因此,探究利用傳統(tǒng)塑性成形方法實現(xiàn)曲面成形的夾芯板具有重要意義。雙向梯形夾芯板是一種新型夾芯結構的焊接金屬夾芯板,其夾芯結構為面內(nèi)兩個垂直方向上交錯排列的梯形凸凹波紋,克服了傳統(tǒng)輕質(zhì)夾芯如點陣夾芯剪切強度低導致彎曲時容易剪切失效的缺點,同時靈活的幾何結構增加了夾芯板針對成形性能的可設計性。目前鮮有關于金屬夾芯板直接曲面成形的研究成果,亟需開展探索性的研究。本文采用數(shù)值模擬、理論分析和實驗測量相結合的方法,對雙向梯形夾芯板曲面...

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 夾芯板的概述
        1.2.1 夾芯板的特點
        1.2.2 夾芯板的種類
        1.2.3 夾芯板的應用
    1.3 夾芯板研究現(xiàn)狀
        1.3.1 夾芯板力學性能的研究
        1.3.2 夾芯等效問題的研究
        1.3.3 夾芯板彎曲理論的研究
        1.3.4 夾芯板曲面成形的研究
    1.4 選題意義及主要的研究內(nèi)容
        1.4.1 選題意義
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
    1.5 小結
第2章 雙向梯形夾芯板曲面成形有限元模型及數(shù)值分析
    2.1 引言
    2.2 雙向梯形夾芯板
    2.3 用于夾芯板多點對壓成形分析的有限元模型
        2.3.1 有限元模型的建立
        2.3.2 網(wǎng)格密度與質(zhì)量放大系數(shù)的選取
    2.4 夾芯板柱面多點對壓成形數(shù)值分析
        2.4.1 有限元模型
        2.4.2 夾芯板的變形與應力
        2.4.3 夾芯板的厚度變化
        2.4.4 夾芯板的成形缺陷及成形質(zhì)量
    2.5 夾芯板雙曲率曲面對壓成形數(shù)值分析
        2.5.1 有限元模型
        2.5.2 夾芯板的變形與應力
        2.5.3 夾芯板的成形缺陷及成形質(zhì)量
    2.6 小結
第3章 雙向梯形夾芯板成形的典型缺陷及機理研究
    3.1 引言
    3.2 材料模型
    3.3 總體屈曲缺陷
        3.3.1 總體屈曲的產(chǎn)生過程及幾何特點
        3.3.2 總體屈曲理論模型的建立
    3.4 面板折皺缺陷
        3.4.1 面板折皺的產(chǎn)生過程及幾何特點
        3.4.2 面板折皺理論模型的建立
    3.5 面板局部凹陷缺陷
        3.5.1 面板局部凹陷的產(chǎn)生過程及幾何特點
        3.5.2 面板局部凹陷理論模型的建立
    3.6 數(shù)值模擬與實驗驗證
    3.7 小結
第4章 雙向梯形夾芯板的可成形性研究
    4.1 引言
    4.2 夾芯板幾何參數(shù)對柱面成形的影響
        4.2.1 面板厚度的影響
        4.2.2 夾芯厚度的影響
        4.2.3 夾芯層方向的影響
    4.3 夾芯板幾何參數(shù)對雙曲率曲面成形的影響
        4.3.1 曲面形狀對缺陷的影響
        4.3.2 夾芯胞元的幾何參數(shù)對缺陷模式的影響
        4.3.3 面板和夾芯的幾何參數(shù)對可成形性的影響
    4.4 小結
第5章 雙向梯形夾芯板的回彈分析
    5.1 引言
    5.2 夾芯板基于修正Hoff理論的彈性彎曲
        5.2.1 夾芯板彎曲變形的位移
        5.2.2 夾芯板的彎曲應力
    5.3 夾芯的彈性常數(shù)等效
        5.3.1 等效分析的理論基礎
        5.3.2 有限元方法計算等效彈性常數(shù)
    5.4 夾芯板回彈分析模型
        5.4.1 橫截面應力計算
        5.4.2 加載與卸載應力中性層計算
        5.4.3 加載彎矩與回彈計算
    5.5 數(shù)值模擬與實驗驗證
    5.6 小結
第6章 雙向梯形夾芯板的成形實驗及測量結果
    6.1 引言
    6.2 多點對壓成形實驗
        6.2.1 實驗設備簡介
        6.2.2 夾芯板曲面成形實驗
    6.3 夾芯板實驗件的曲面數(shù)據(jù)測量
        6.3.1 測量設備
        6.3.2 測量過程與點云數(shù)據(jù)處理
    6.4 柱面實驗件可成形性及成形誤差分析
        6.4.1 可成形性分析
        6.4.2 成形誤差分析
        6.4.3 成形件厚度分布
    6.5 雙曲率曲面實驗件可成形性及成形誤差分析
        6.5.1 可成形性分析
        6.5.2 成形誤差分析
    6.6 小結
第7章 結論
參考文獻
攻讀博士期間發(fā)表學術論文及主要成果
致謝



本文編號：3811858