棱锥夹芯板的力学性能验证与成形研究

发布时间：2017-09-04 12:22

  本文关键词：棱锥夹芯板的力学性能验证与成形研究

  更多相关文章： 轻量化 夹芯板 棱锥结构 优化设计 性能

【摘要】：汽车保有量的持续增加带来了环保和安全等一系列问题,车用板材的轻量化和高强化是解决这些问题的一个直接有效的措施。由于面板和芯元组合而成的夹层板材具有优良的比刚度和比强度的特性,因此在车用板材轻量化领域其具有重要的研究价值。本文设计了一种新型的轻量化夹层板材,并通过有限元模拟分析和冲压加工实验的方法,对此种夹层板材的力学性能和成形特点进行了研究。本文运用Workbench软件通过对比三种不同薄壳结构夹层,得出棱锥结构夹层的平压性能较为优良。分布有棱锥壳结构的均布棱锥板,可以采用冲压加工的方法制备而成。本文所设计的棱锥夹芯板的芯层由两块均布棱锥板组合而成,两块均布棱锥板之间通过棱锥之间的相互嵌合而结合在一起。本文所设计棱锥结构夹层板可应用于汽车地板等结构件上,运用有限元软件Workbench比较其与传统的蜂窝结夹芯板在抗弯性和面内抗压性上的表现。通过三点弯曲模拟和面内压缩模拟,对比分析蜂窝结构夹芯板和棱锥结构夹芯板,研究发现本文所设计的棱锥结构夹层板具有较高的抗弯刚度和面内抗压刚度。为了便于加工生产和提高成形质量,研究了均布棱锥板的成形性能并对棱锥结构的尺寸参数进行了优化。以尺寸优化后的均布棱锥板为标准,加工制造对应尺寸的模具。通过加工制造本文所设计的棱锥夹芯板,验证了棱锥夹芯板在实际加工生产中的可行性。
【关键词】：轻量化 夹芯板 棱锥结构 优化设计 性能
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U465
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 引言8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 无序芯体结构10
• 1.2.2 有序芯体结构10-13
• 1.3 本文研究的意义及主要内容13-14
• 1.3.1 研究意义13
• 1.3.2 研究内容13-14
• 第2章 棱锥夹芯板的设计14-31
• 2.1 引言14
• 2.2 薄壁棱锥结构与其它薄壁结构的比较14-26
• 2.2.1 薄壁半球结构15-19
• 2.2.2 薄壁圆锥结构19-22
• 2.2.3 薄壁棱锥结构22-25
• 2.2.4 三种结构的比较25-26
• 2.3 加工成形方式26-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第3章 棱锥夹芯板的性能研究31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 弯曲刚度31-37
• 3.2.1 模型建立31-34
• 3.2.2 数值计算34-37
• 3.3 面内抗压刚度37-42
• 3.3.1 模型建立37-39
• 3.3.2 模拟计算39-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第4章 成形分析与加工实验43-60
• 4.1 引言43-45
• 4.2 棱锥尺寸的优化45-53
• 4.2.1 参数选择45-47
• 4.2.2 成形模拟与分析47-53
• 4.3 加工实验53-59
• 4.3.1 成形实验53-55
• 4.3.2 实验结果与分析55-58
• 4.3.3 棱锥夹芯的加工58-59
• 4.4 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-64
• 致谢64

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本文编号：791526