泡沫铝／铸铁层合梁弯曲性能有限元分析.pdf.pdf

维普资讯
/// 现代制造工程年第期
泡沫铝/铸铁层合梁弯曲性能有限元分析
于英华,高华
辽宁工程技术大学机械工程学院,阜新
摘要:为研究泡沫铝/铸铁层合梁弯曲载荷时的变化特点,采用方法进行模拟研究。结果表明,层合梁在弯曲载
荷作用下的力一挠度曲线变化规律不同于铸铁,具有与泡沫铝相同的吸能和缓冲特性,显示良好的层合效果;层合梁与泡
沫铝梁的弯曲变形过程相似,在工程应用中有着良好的应用前景。
关键词:泡沫铝/铸铁层合梁;弯曲行为;有限元分析
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:
/

.,
,,,,
:/,
,—,
,,
..
:/ ;;
或其合金板与泡沫铝板组成的层合结构的静/动态
;;言性能上,而对致密铸铁为面板的研究几乎未见报道,
现仅见东南大学关于铸铁板/泡沫铝夹芯板的制备研
传统的机床工作台使用铸铁材料,铸铁材料铸造
究。本文采用分析方法研究泡沫铝一铸铁层
性能好,工艺简单、铸造应力小,不用人工时效处理,
合梁的弯曲变形特点及相关性能,为该种层合结构在
有一定的机械强度和一定的减振性,但铸铁件的生产
机床乃至其他工程领域的应用提供理论依据。
周期长,废品率高,尤其是吸能性能不突出。近年来
国内外正在研究采用泡沫铝材料作为精密机床的工
泡沫铝/铸铁层合梁的制备
作台,与传统的铸铁材料相比它有更高的吸收冲击
能、减振性能和阻尼性能。. 泡沫铝的选取
从已有的研究成果和文献分析,目前的研究主要本文选用上海众汇泡沫铝有限公司生产的泡沫
集中在泡沫铝的静态/动态力学性能、应变率对各力铝,其结构参数见表。取长×宽×高为×
学性能指标及其吸能效率的影响和微观机理探× 的泡沫铝板作夹芯层。模型如图
讨引。关于泡沫铝层合结构的研究多集中在致密铝所示。
表泡沫铝相关数据
. 铸铁的选取取相关性能参数,见表引。取长×宽×高为×
本文选用的铸铁依据实用工程材料技术手册选× 的铸铁板作为夹板,模型如图所示。
维普资讯
现代制造工程年第期///

应变。/
泡沫铝板

、
一
山
言
×
层合粱
图试样模型

应变。/
表铸铁相关数据铸铁板
图应力应变曲线
.. 边界条件及载荷的施加
本文模拟的是
. 泡沫铝/铸铁层合梁制备∞幻们∞∞层合梁的弯曲性能
将制作的泡沫铝和铸铁面板采用环氧树脂粘接, 试验,首先限制两
泡沫铝板位于中间。最后把粘接好的复合板在% 端所有自由度,在
下固化即形成泡沫铝/铸铁层合梁,其模型如图试样中间位置施加
所示。载荷力,其模
图层合梁承载模型型如图所示。
泡沫铝/铸铁层合梁弯曲性能有限元分析
. 有限元分析结果
. 模型建立应用通用后处理器和时间历程后处理器
本分析采用三维实体建模,达到最佳的真实模拟对模型进行求解。在的通用后处理中
效果。建模采用自底向上的建模方法,由最低级的图设置相应的选项,可以得到各种所需的图形、数据,为
元生成高级图元,通过关键点来定义面和体。进行比较,本文同时分析了与泡沫铝/铸铁层合梁相
.. 材料定义同尺寸的铸铁梁的弯曲性能。选取