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泡沫铝夹层板的仿真建模及尺寸效应的局部压缩性能研究

发布时间:2018-03-22 20:05

  本文选题:泡沫铝夹层板 切入点:仿真与实验 出处:《昆明理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:泡沫铝夹层板是近年来发展起来的一种新型材料,因其具有高比强度和比刚度、抗冲击性强、质量轻、吸声性和抗震性好等优点,在工业的各个工程领域,如汽车、航空航天、建筑、船舶等领域都具有广泛的应用。对泡沫铝夹层板的制备工艺和力学性能的研究也一直是国内外学者关注的热点。其中,计算机数值仿真模拟是目前重要的研究手段之一,本文针对泡沫铝夹层板仿真建模问题,并在前人建立的模型基础上提出了三种泡沫铝夹层板仿真模型的建模方法,其中包括一种二维模型的建模方法和两种三维模型的建模方法,为后续对其压缩变形、冲击吸能等性能的研究提供了与实际泡沫铝夹层板更接近的几何模型。本文具体工作内容如下:首先,对泡沫铝夹层板的模型中的内部结构进行简化,通过MATLAB编程和ANSYS软件相结合的方法生成了二维泡沫铝夹层板的仿真模型。并且为了能使模型的尺寸、孔隙率、孔径范围以及最小壁厚均可调节,也为了用户使用起来更为方便,设计了 GUI用户界面。然后,为了能够更进一步的仿真泡沫铝夹层板,使用MATLAB以及ANSYS初步建立了三种三维随机模型。第一种是采用ANSYS的APDL语言建立的面心立方模型;第二种随机模型的建立采用在实体中剔除标准球体的方法;第三种随机模型则是采用先建立实体,然后将实体切割成有限个大小相同的单元体,最后采用剔除单元体的方法生成该随机模型。为后续对泡沫铝夹层板的仿真研究奠定了模型基础。另外,利用上述二维泡沫铝夹层板的仿真模型,对其尺寸效应下的准静态局部压缩力学性能进行研究,并通过实验对仿真结果进行了验证。以期对泡沫铝夹层板的压缩变形机制做进一步探讨,为后续泡沫铝夹层板的连接加工应用及压缩力学行为的研究做前期准备以便提供理论依据。
[Abstract]:Aluminum foam sandwich plate is a new material developed in recent years. Because of its advantages of high specific strength and specific stiffness, strong impact resistance, light weight, sound absorption and good seismic resistance, it is widely used in various engineering fields of industry, such as automobile, aerospace, etc. Building, ship and other fields have been widely used. The research on the preparation technology and mechanical properties of aluminum foam sandwich plate has been a hot spot of scholars at home and abroad. Among them, computer numerical simulation is one of the most important research methods. In this paper, three kinds of modeling methods of foam aluminum sandwich plate are proposed based on the previous models. This includes a two-dimensional model modeling method and two three-dimensional model modeling methods, for the subsequent compression deformation, The study of impact energy absorption and other properties provides a geometric model closer to the actual aluminum foam sandwich plate. The main work of this paper is as follows: firstly, the internal structure of the foam aluminum sandwich plate model is simplified. The simulation model of two-dimensional aluminum foam sandwich plate is generated by combining MATLAB programming with ANSYS software. In order to adjust the size, porosity, pore size range and minimum wall thickness of the model, it is more convenient for users to use the model. The GUI user interface is designed. Then, in order to simulate the foam aluminum sandwich plate further, three kinds of 3D random models are established by using MATLAB and ANSYS. The first is the face-centered cubic model based on the APDL language of ANSYS. The second random model is constructed by removing the standard sphere from the entity, and the third is by creating the entity first and then cutting the entity into a finite number of units of the same size. Finally, the random model is generated by using the method of eliminating the unit body, which lays a foundation for the subsequent simulation study of the foam aluminum sandwich plate. In addition, the simulation model of the two-dimensional aluminum foam sandwich plate is used. The mechanical properties of quasi-static local compression under the size effect are studied, and the simulation results are verified by experiments, in order to further discuss the compression deformation mechanism of aluminum foam sandwich plate. In order to provide theoretical basis for the application of joint processing and the study of compressive mechanical behavior of aluminum foam sandwich plate.
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG146.21;TB383.4

【参考文献】

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本文编号:1650179

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