高速列车车厢壁异质金属曲面夹层板夹芯层力学性能及结构优化研究

甘代伟
(陕西国防工业职业技术学院数控工程学院，陕西 户县〓710302)

金属夹层板本质上是结构规则有序的超轻多孔材料［1］，具有超轻质、高比刚度、高比表面积等特点［2］，同时在声学﹑疲劳﹑抗冲击等方面具有传统加筋板结构无法比拟的优势［3-4］。因此金属夹层板不仅成为飞机型号设计中的重要材料［5］，还在航天、机械、船舶与海洋工程等领域得到广泛应用［6-7］。虽然夹层板有着许多优良的性能，但夹层板结构的不同对其力学性能有显著影响，因此深入研究不同形状夹层板对其力学性能的影响规律，对夹层板的优化设计有着重要意义。

1〓异质金属曲面夹层板力学模型的建立
1.1〓模型参数的设计
本文研究的异质金属夹层板由高强度的面板材料和低强度、低密度的夹芯材料组成［8］，在金属夹层板建模时参考高铁车体两车窗间侧墙模型，所采用的曲面波纹夹层板模型是通过扭曲平面波纹板得到的。平面波纹夹芯的尺寸大小为300mm×300mm×50mm，波纹顶角为θ；夹心层波纹材料为铝合金，厚度为t；下面板材料为铝合金，厚度为4mm；上面板由不锈钢层和铝合金层组成，厚度各为1mm。异质金属夹层板示意图如图1所示，为了方便表示，曲面波纹夹层板的参数沿用平面波纹板，导入ANSYS后得到的模型如图2所示。

图1〓异质金属夹层板示意图
图2〓导入ANSYS后的模型

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模型的参数设计使用2因素4水平的全因子实验设计，即总共有16组实验模型。2个因素分别为波纹壁厚t和波纹顶角θ。t的下限取现有工艺……


作者简介：甘代伟（1983—），男，福建宁德人，陕西国防工业职业技术学院讲师，工程硕士，主要研究方向为异质金属曲面波纹夹层板。



（文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289）

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