A6061薄壁圆锥管轴向压缩性能的数值分析和理论研究

采用LS-DYNA软件对锥倾角0°~40°、壁厚1~2.5 mm的A6061圆锥管进行轴向压缩仿真,研究锥倾角和壁厚对圆锥管吸能特性和变形规律的影响;基于Mamalis圆锥管瞬时载荷压溃模型,提出大范围锥倾角(15°~40°)瞬时载荷修正公式。研究结果表明:变形模式的临界角为15°,当锥倾角小于等于15°时,变形模式为堆叠模式,当锥倾角大于15°时,变形模式转变为嵌套模式;平均载荷与比吸能均随着锥倾角的增大缓慢减小,而初始峰值载荷则大幅度减小;随着壁厚增大,压溃模式由钻石模式转变为环形对称模式,平均载荷、初始峰值载荷和比吸能均增大。基于仿真结果,采用皮尔逊相关系数分析法修正了Mamalis瞬时载荷公式,修正值与仿真值的最大误差小于10%,通过试验验证了修正公式的准确性。修正公式为揭示大范围锥倾角薄壁管压溃机理提供了理论依据。

铝合金薄壁圆锥体结构的焊接变形

利用实物模型试验、自动脉冲TIG焊接工艺分别研究了铝合金薄壁圆锥体结构的焊接变形及其变化规律。研究结果表明,焊接后结构的变形主要表现为沿母线的纵向挠曲变形和圆周方向椭圆度变化。采用纯氩气保护、两层两道焊接时,结构的最大挠度和椭圆度变化均小于采用氩气加氦气混合保护、一道焊接时的最大挠度值和椭圆度变化。同时采用解析方法对挠曲变形进行了计算,分析了造成两种焊接工艺挠度不同的原因,从而为下一步圆锥体薄壁结构的焊接数值模拟提供验证数据,进而为最终减小和控制结构的焊接变形提供了理论和试验依据。

纸浆模塑开口薄壁圆锥筒压缩力学性能研究

利用MSC.Marc有限元仿真软件对纸浆模塑开口薄壁圆锥筒的压缩力学行为进行了仿真分析,并将仿真分析的结果与实验结果进行了比较。结果表明,仿真结果与实验结果基本吻合,利用MSC.Marc软件可以对纸浆模塑材料的力学行为进行有效的仿真分析。