折纸型金属夹层板力学性能及成形工艺研究
发布时间：2022-09-17 16:30
随着社会的发展和科技的进步,环境问题也逐渐得到了世界的广泛关注,结构轻量化设计被认为是推进节能减排的重要手段之一,在交通及建筑领域显得尤为重要。近年来对轻质高强度结构的需求日益增长,多种新型轻量化结构正逐渐被应用于现代社会的各个领域中。其中蜂窝板被认为是应用最为广泛的轻质板结构,但在很多领域,其性能已经难以满足现代生产的要求。本文所设计的折纸型金属夹层板被认为是可替代蜂窝板的一种新型轻量化板结构,可广泛应用于汽车、船舶、飞机、以及轻质建筑结构的底板和墙体中。在性能方面,折纸型金属夹层板的弯曲刚度,侧向刚度、剪切强度、耐高温性等性能都优于蜂窝板,有着重要的研究价值。因此本文针对折纸型夹层板力学性能及成形工艺做了如下几方面的研究:（1）折纸型夹层板的胞元几何模型的演化规律是一切分析和研究的基础,本文以胞元几何参数中的接触角及接触宽度为设计变量推演出了胞元在特定排列状态下的几何模型演化规律,确定了胞元结构的设计空间。（2）本文以相对弯曲刚度及相对侧向刚度为力学性能的评价指标,运用非线性隐式有限元分析软件MSC.Marc分析了不同胞元对力学性能的影响规律。并将其与蜂窝板进行对比,结果表明,折纸...
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 本文研究意义及内容
1.3.1 研究意义
1.3.2 研究内容
第2章 折纸型金属夹层板的几何模型演化规律
2.1 引言
2.2 几何模型的演化规律
2.2.1 胞元的空间结构
2.2.2 转角变换
2.2.3 宽度变换
2.2.4 演化规律
2.3 本章小结
第3章 折纸型金属夹层板的力学性能分析
3.1 弯曲刚度分析
3.1.1 有限元模型的建立
3.1.2 结果分析
3.2 侧向抗压刚度分析
3.2.1 有限元模型的建立
3.3 本章小结
第4章 折纸型金属夹层板的成形工艺研究
4.1 引言
4.2 单步冲压成形工艺
4.2.1 成形特征及原理
4.2.2 单步成形时的数值模拟
4.3 多道次成形工艺研究
4.3.1 成形原理及过渡胞元的结构设计
4.3.2 多道次级进式成形工艺
4.4 以棱台为过渡胞元时成形质量的影响因素分析
4.4.1 有限元模型的建立
4.4.2 结构参数的影响
4.4.3 工艺参数的影响
4.5 以半球为过渡胞元时成形质量的影响因素分析
4.5.1 有限元模型的建立
4.5.2 结构参数的影响
4.5.3 工艺参数的影响
4.6 本章小结
第5章 模具设计与实验研究
5.1 多道次成形的模具设计及实验
5.1.1 成形模具设计
5.1.2 多道次级进式成形实验
5.3 实验结果与分析
5.3.1 以棱台为过渡胞元的实验结果分析
5.3.2 以半球为过渡胞元的实验结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务及主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]构造上正交各向异性凹凸板等效刚度的研究[J]. 冯岩,杜国君,赵卫东. 应用力学学报. 2018(04)
[2]基于增材制造的多层金字塔点阵夹芯板抗压缩性能[J]. 郑权,冀宾,李昊,韩涵,雷磊. 航空材料学报. 2018(03)
[3]应用分解刚度法分析金属点阵夹芯板屈曲问题[J]. 杨丽红,韩笑,吴林志. 强度与环境. 2017(03)
[4]电动汽车电池包箱体及内部结构碰撞变形与响应分析[J]. 兰凤崇,刘金,陈吉清,黄培鑫. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(02)
[5]蜂窝夹层结构复合材料的制备及应用[J]. 田旭,白燕,蒙月珍,邓寿南,俞越. 山东纺织科技. 2016(01)
[6]填充泡沫铝的金字塔形点阵钢材料夹芯方板抗爆性能数值研究[J]. 易建坤,李裕春,高斌,刘闯. 应用力学学报. 2015(05)
[7]厢式车轻型蜂窝板性能研究及应用[J]. 邬世锋. 专用汽车. 2015(05)
[8]泡沫铝及其复合结构的制备和应用现状[J]. 王淼,王录才. 材料导报. 2015(03)
[9]汽车轻量化之有效途径——高分子材料的应用[J]. 张红英,欧阳八生. 模具技术. 2014(05)
[10]铝蜂窝复合材料客车底板性能研究及应用[J]. 姜立标,刘永浩,刘金龙,区廷杰,邝贺林. 汽车零部件. 2014(02)
博士论文
[1]泡沫铝夹芯板高温下冲击力学性能的研究[D]. 习会峰.华南理工大学 2014
硕士论文
[1]非对称蜂窝夹芯结构的力学分析与优化[D]. 薛雨舟.哈尔滨工业大学 2018
[2]斜壁盒形件辊式成形变形特征研究[D]. 高杨.燕山大学 2018
[3]车用动力电池的挤压力学响应特性研究及碰撞安全性分析[D]. 郑文杰.华南理工大学 2018
[4]双金属复合管固—液铸轧复合工艺及复合机理研究[D]. 季策.燕山大学 2017
[5]斜壁盒形件辊式成形机理研究[D]. 张有为.燕山大学 2017
[6]塑料蜂窝夹层结构的成型方法和抗弯性能研究[D]. 周丽英.华南理工大学 2016
[7]复合材料层合面层蜂窝夹芯结构的协同优化[D]. 吴雨潇.暨南大学 2014
[8]钛合金蜂窝芯制造技术研究[D]. 苏小丽.南京航空航天大学 2014
本文编号：3679572
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 本文研究意义及内容
1.3.1 研究意义
1.3.2 研究内容
第2章 折纸型金属夹层板的几何模型演化规律
2.1 引言
2.2 几何模型的演化规律
2.2.1 胞元的空间结构
2.2.2 转角变换
2.2.3 宽度变换
2.2.4 演化规律
2.3 本章小结
第3章 折纸型金属夹层板的力学性能分析
3.1 弯曲刚度分析
3.1.1 有限元模型的建立
3.1.2 结果分析
3.2 侧向抗压刚度分析
3.2.1 有限元模型的建立
3.3 本章小结
第4章 折纸型金属夹层板的成形工艺研究
4.1 引言
4.2 单步冲压成形工艺
4.2.1 成形特征及原理
4.2.2 单步成形时的数值模拟
4.3 多道次成形工艺研究
4.3.1 成形原理及过渡胞元的结构设计
4.3.2 多道次级进式成形工艺
4.4 以棱台为过渡胞元时成形质量的影响因素分析
4.4.1 有限元模型的建立
4.4.2 结构参数的影响
4.4.3 工艺参数的影响
4.5 以半球为过渡胞元时成形质量的影响因素分析
4.5.1 有限元模型的建立
4.5.2 结构参数的影响
4.5.3 工艺参数的影响
4.6 本章小结
第5章 模具设计与实验研究
5.1 多道次成形的模具设计及实验
5.1.1 成形模具设计
5.1.2 多道次级进式成形实验
5.3 实验结果与分析
5.3.1 以棱台为过渡胞元的实验结果分析
5.3.2 以半球为过渡胞元的实验结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务及主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]构造上正交各向异性凹凸板等效刚度的研究[J]. 冯岩,杜国君,赵卫东. 应用力学学报. 2018(04)
[2]基于增材制造的多层金字塔点阵夹芯板抗压缩性能[J]. 郑权,冀宾,李昊,韩涵,雷磊. 航空材料学报. 2018(03)
[3]应用分解刚度法分析金属点阵夹芯板屈曲问题[J]. 杨丽红,韩笑,吴林志. 强度与环境. 2017(03)
[4]电动汽车电池包箱体及内部结构碰撞变形与响应分析[J]. 兰凤崇,刘金,陈吉清,黄培鑫. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(02)
[5]蜂窝夹层结构复合材料的制备及应用[J]. 田旭,白燕,蒙月珍,邓寿南,俞越. 山东纺织科技. 2016(01)
[6]填充泡沫铝的金字塔形点阵钢材料夹芯方板抗爆性能数值研究[J]. 易建坤,李裕春,高斌,刘闯. 应用力学学报. 2015(05)
[7]厢式车轻型蜂窝板性能研究及应用[J]. 邬世锋. 专用汽车. 2015(05)
[8]泡沫铝及其复合结构的制备和应用现状[J]. 王淼,王录才. 材料导报. 2015(03)
[9]汽车轻量化之有效途径——高分子材料的应用[J]. 张红英,欧阳八生. 模具技术. 2014(05)
[10]铝蜂窝复合材料客车底板性能研究及应用[J]. 姜立标,刘永浩,刘金龙,区廷杰,邝贺林. 汽车零部件. 2014(02)
博士论文
[1]泡沫铝夹芯板高温下冲击力学性能的研究[D]. 习会峰.华南理工大学 2014
硕士论文
[1]非对称蜂窝夹芯结构的力学分析与优化[D]. 薛雨舟.哈尔滨工业大学 2018
[2]斜壁盒形件辊式成形变形特征研究[D]. 高杨.燕山大学 2018
[3]车用动力电池的挤压力学响应特性研究及碰撞安全性分析[D]. 郑文杰.华南理工大学 2018
[4]双金属复合管固—液铸轧复合工艺及复合机理研究[D]. 季策.燕山大学 2017
[5]斜壁盒形件辊式成形机理研究[D]. 张有为.燕山大学 2017
[6]塑料蜂窝夹层结构的成型方法和抗弯性能研究[D]. 周丽英.华南理工大学 2016
[7]复合材料层合面层蜂窝夹芯结构的协同优化[D]. 吴雨潇.暨南大学 2014
[8]钛合金蜂窝芯制造技术研究[D]. 苏小丽.南京航空航天大学 2014
本文编号：3679572
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3679572.html