基于Bazier效应的薄壁管材连续矫直截面变形研究

薄壁管材在连续矫直过程中会在大弯曲变形阶段发生截面扁化(即Bazier效应),最大扁化量作为重要工艺参数,用以控制截面变形程度防止管材屈曲失稳。而目前现场仍沿用经验图表结合人工经验和反复试矫对其进行估定,亟待建立针对性的最大扁化量数学模型以指导生产,为此在对薄壁管材弯曲扁化变形应变分析的基础上,基于薄壳弹塑性理论及其相关假设,确定管材单位长度的应变能,运用最小势能原理得到最大扁化量解析模型,该模型与管材轴线的弯曲半径、管材的材料参数和几何参数有关。在应用现场试验证明有限元动态仿真可行性的基础上,通过大量仿真试验证明数学模型的正确性,为继续深入研究矫直相关工艺参数的合理设置、完善薄壁管材矫直理论体系奠定基础。

舱外航天手套关节阻尼的建模与测量

针对EVA手套(Extra Vehicular Activity Glove,舱外航天手套)弯曲时产生的皱褶现象,采用几何近似的方法对该现象进行几何建模型,通过分析皱褶的应力状态以及因Brazier效应产生的体积变化,获得了关节弯曲角度与外力、内部压力之间的关系。该关系表明EVA手套与刚性梁具有不同的弯曲模式。为避免内置式测量的缺点,利用平行四边形连杆和齿轮的组合设计了一种外骨骼机构。该机构能在EVA手套的背部驱动其产生模拟人手弯曲和伸展运动,同时位于指尖的力传感器输出运动过程中的阻尼力,该阻尼力可达8N并具有滞后特性。最后将理论计算的功与外骨骼机构做功进行比较,验证了褶皱建模的有效性。