铝合金弧面节点板冲压成形回弹特性研究

发布时间：2021-04-11 15:52

　　板式节点是铝合金单层网壳中最为常用的节点形式之一,为了满足网壳曲面的造型要求,其节点板通常采用冲压成形的弧面板。回弹是节点板成形过程的主要缺陷,准确预测回弹量是保证加工精度的关键。为此基于ABAQUS/Explicit&Standard平台模拟了弧面节点板的冲压成形过程,并将节点板回弹量与实际加工数据进行对比,验证了有限元模型的有效性。对铝合金材料参数、冲压拱度、节点板厚度和半径、螺栓孔的布置和开孔面积对节点板回弹量的影响进行了参数分析。最后,基于理论推导得到了节点板回弹量的计算式,通过回归分析得到了计算式的系数,并将理论公式计算结果与数值分析结果进行对比,验证了拟合算式的准确性。 

【文章来源】：同济大学学报(自然科学版). 2020,48(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

弧面节点板几何尺寸（单位：mm)

节点板冲压设备

在冲压成形阶段，在Oxz平面内施加对称约束，并设置两个参考点（RP点）分别与上、下模具耦合，以限制模具的运动，见图4。实际节点板加工过程中多次试压发现，为达到设计拱度9 mm，冲压拱度应取21 mm，故在数值模型中对上模具施加沿z轴负方向相同大小的位移荷载。为确保冲压过程不受惯性效应影响，经多次试算取加载速度为1 m·s-1。在卸载回弹阶段，采用无模法求解回弹问题，即不考虑模具与板材间的脱离过程，而将冲压阶段结束时节点板的几何形状和应力状态作为回弹阶段的初始条件。为防止节点板在回弹过程中出现刚体位移，并最大程度地保证节点板自由变形，在应力释放孔中性面上选取三点设置固定约束，见图5。

【参考文献】：
期刊论文
[1]6016铝合金V型件热冲压回弹分析（英文）[J]. 马卫平,王宝雨,校文超,杨晓明,康艺.  Journal of Central South University. 2019(03)
[2]铝合金板式节点承载力设计方法及构造要求[J]. 郭小农,熊哲,罗永峰,徐晗.  同济大学学报(自然科学版). 2015(01)
[3]铝合金板式节点受弯承载力试验研究[J]. 郭小农,邱丽秋,罗永峰,郑博通.  湖南大学学报(自然科学版). 2014(04)
[4]大型船用卷板机卷板成形过程的数值模拟[J]. 陈兰,张新洲,孙宇,常欣,杨树田.  锻压技术. 2011(05)
[5]铝合金结构研究现状简述[J]. 沈祖炎,郭小农,李元齐.  建筑结构学报. 2007(06)
[6]板材成形回弹数值分析的静力隐式方法[J]. 蔡中义,李明哲,李湘吉.  中国机械工程. 2002(17)

硕士论文
[1]5182铝合金V型弯曲回弹规律研究[D]. 周威.中南大学 2012



本文编号：3131540