成形辊齿数对蜂窝半格结构件成形影响研究.pdf

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1、2014年4月机械科学与技术April2014第33卷第4期MechanicalScienceandTechnologyforAerospaceEngineeringVo1．33No．4成形辊齿数对蜂窝半格结构件成形影响研究梅明，傅志红，罗昌杰，于文泽(中南大学机电工程学院，长沙410083；中国科学院深圳先进技术研究院，深圳518055)摘要：高强度金属蜂窝芯的制备方法是将金属箔材滚压成为蜂窝半格结构件，然后将其胶结或点焊成为蜂窝芯。基于蜂窝半格结构件滚压成形的工艺特点，利用ANSYS／LS—DYNA有限元软

2、件对蜂窝半格结构件滚压成形进行有限元建模及弹塑性分析，得到了箔材成形过程中成形辊齿数对成形件形状尺寸、应力应变的影响规律。将有限元弹塑性分析结果应用于成形辊设计及制造，并将成形件的仿真数值与实验数值进行比较。结果表明：运用有限元分析来解决传统箔材滚压成形的缺陷是有效的。关键词：金属蜂窝芯；蜂窝半格结构件；滚压成形；ANSYS／LS—DYNA；成形辊齿数中图分类号：TG306文献标识码：A文章编号：1003．8728(2014)04—605．05EfectoftheTeethNumberofFormingRoll

3、sontheFoilFormingofHoneycombHalf-cellStructureMeiMing，FuZhihong，LuoChangjie，YuWenze(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083；ShenzhenInstitutesofAdvancedTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shenzhen518055)Abstract：Amet

4、hodformanufacturinghigh—strengthmetalhoneycombcoreistorollmetalfoilintohoneycombhalf-cellstructure，andthentocementorweldthemintohoneycombcore．Basedonthecharacteristicsintherollform—ingprocessofhoneycombhalf-cellstructure，theinfluencingruleoftheteethnumberoff

5、ormingrollsonthestress，strain，hapeanddimensionofmoldedpartsintherollformingisobtainedbyusingANSYS／LS-DYNAsoftware．Fi—niteelementelastoplasticanalysisisappliedtodesignandmanufacturetheformingrolls．Comparingthesimulationwithexperimentalvaluesofformingpieces，th

6、eresultsshowthatitiseffectivetoprotectthedefectsoftraditionalhoneycombhalf-cellstructureintherollingformingbyusingFEM．Keywords：ansys／ls—dyna；computersimulation；computersoftware；eficiency；elastoplasticity；experiments；finiteelementmethod；forming；honeycombhalf-

7、cellstructure；honeycombstructures；metalhoney—combcore：rollforming；teethnumber金属蜂窝芯作为一种特殊的仿生结构复合材料，研究的核心之一就是采用高强度的正六边形金属蜂窝早在半个多世纪前就开始为人类服务，由于金属蜂窝芯(其平均压缩强度为2～10MPa)作为列车关键部位芯因密度小、强度高、抗疲劳强、缓冲吸能效果好等优及列车主吸能器的主体，通过尽可能多地吸收列车碰点，广泛应用于航空航天、轨道交通及众多民用领撞时产生的动能，降低碰撞作用力，防止列

8、车交叠事故域¨。近年来，全球铁路交通事故频发，被动防护技的发生，从而最大限度地减少人员伤亡。然而，目前这术成为世界各国面临的一个重大问题，目前，国内外对种高强度铝蜂窝芯的加工及其制造在国内尚属空白，列车被动安全防护的耐撞性研究尤为重视，而耐撞性完全依赖于进口。因此，迫切需要我们对高强度铝蜂窝芯的关键制备技术进行研究。成形法制造正六边形收稿日期：2013—01—09金属蜂窝芯因具有尺寸精