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異質(zhì)滾合結(jié)構(gòu)固化變形預(yù)測(cè)及曲面重構(gòu)預(yù)補(bǔ)償方法

2022-08-05 11:07李建軍朱文峰孫海濤李元輝王順超
關(guān)鍵詞:異質(zhì)曲面補(bǔ)償

在制造成本和使用性能的綜合考量下,多材料混用已成為車身輕量化的必要選擇.異質(zhì)材料的車身門蓋件,如發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、車門和行李艙蓋等,成為新一代車身輕量化發(fā)展的重要方向.門蓋件主要包括內(nèi)板、外板和折邊膠,由涂膠、滾壓和烘烤復(fù)合工藝制成.當(dāng)內(nèi)外板使用異質(zhì)材料時(shí),受材料物理特性不同和折邊膠固化的影響,在高溫烘烤條件下,結(jié)構(gòu)易失配變形,嚴(yán)重影響部件的裝配精度.因此,減輕結(jié)構(gòu)固化變形已成為異質(zhì)門蓋件面臨的首要難題.

掌握結(jié)構(gòu)的固化變形機(jī)理是減輕變形的前提.相對(duì)于實(shí)驗(yàn),數(shù)值仿真法能夠有效節(jié)約成本并揭示變化機(jī)理,是重要的研究手段.Basu等利用線性模型模擬膠黏劑,研究膠黏片狀模塑料(SMC)板的固化過(guò)程,指出提高外板的剛度有利于減輕變形.Fuchs等發(fā)現(xiàn)相比于線性模型,黏彈性模型預(yù)測(cè)的變形結(jié)果能夠更好地逼近實(shí)驗(yàn)值,且有利于解釋降溫過(guò)程中的應(yīng)力松弛現(xiàn)象.膠黏劑變化復(fù)雜,目前尚未有統(tǒng)一的材料本構(gòu)模型.上述研究均假定在固化降溫前結(jié)構(gòu)處于自由應(yīng)力狀態(tài),而實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在降溫前結(jié)構(gòu)已產(chǎn)生變形. Priesnitz等考慮膠黏劑的全溫度周期特性,采用三階段本構(gòu)模型研究了薄板-膠黏劑-基底結(jié)構(gòu)的固化過(guò)程,發(fā)現(xiàn)減小加熱速率或最高保持溫度均可以降低結(jié)構(gòu)的最終變形量.總體上,利用優(yōu)化工藝參數(shù)法能夠減輕不同類型膠黏結(jié)構(gòu)的固化變形.但是,異質(zhì)材料滾合結(jié)構(gòu)的變形量相對(duì)較大且膠層的固化誘導(dǎo)作用機(jī)理尚不清楚,該類方法減輕變形的幅度有限且不能完全消除變形.因此,為從根本上消除異質(zhì)滾合結(jié)構(gòu)變形,有必要提高預(yù)測(cè)模型精度并提出新方法加以修正.

1.嫖宿幼女的犯罪主體不同于強(qiáng)奸罪的犯罪主體,前者不僅包括男性,也涵蓋了婦女,而后者的犯罪主體僅限于男性。

目前,針對(duì)門蓋件滾合結(jié)構(gòu)固化變形修正的方法較少,現(xiàn)有研究主要集中在車身覆蓋件相關(guān)的成形領(lǐng)域.針對(duì)車身門框焊接變形問題,王慶等利用數(shù)值仿真法預(yù)測(cè)板件變形值,然后結(jié)合拉丁超立方采樣、Kriging模型和粒子群優(yōu)化算法,獲得變形幾何補(bǔ)償最佳參數(shù),修正后提高了車身裝配精度.劉麗娟以整個(gè)車門內(nèi)板為研究對(duì)象,利用設(shè)計(jì)預(yù)補(bǔ)償和實(shí)際后補(bǔ)償?shù)膬刹椒ń档蜎_壓回彈量.針對(duì)車身梁類件回彈問題,辛秀敏等在仿真預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上,通過(guò)節(jié)點(diǎn)偏置完成幾何補(bǔ)償,并提出以型面整體變形算法來(lái)修改型面,保證了回彈面的光順程度.Yang等對(duì)比不同回彈幾何位移補(bǔ)償法的修正精度,提出考慮方向補(bǔ)償因子的模面綜合補(bǔ)償方法.綜上,盡管部件形狀和成形工藝存在差別,幾何補(bǔ)償法仍是修正車身結(jié)構(gòu)大變形的普遍方法.

針對(duì)現(xiàn)有異質(zhì)滾合結(jié)構(gòu)固化變形預(yù)測(cè)精度不足以及優(yōu)化工藝參數(shù)法難以完全消除變形的難題,本文提出結(jié)構(gòu)固化變形預(yù)測(cè)和曲面重構(gòu)預(yù)補(bǔ)償方法.在高溫固化條件下,構(gòu)建熱-化學(xué)-結(jié)構(gòu)場(chǎng)耦合預(yù)測(cè)模型,考慮折邊膠在全固化周期內(nèi)材料特性轉(zhuǎn)變的影響,包括固化度、化學(xué)縮變和應(yīng)力松弛.以典型鋁/鋼薄板曲邊滾合結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,仿真分析多物理場(chǎng)固化過(guò)程,并對(duì)預(yù)測(cè)的鋁合金外板變形量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.最后,對(duì)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行幾何預(yù)補(bǔ)償,分析迭代效率,并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法的可靠性.

1 基于曲面重構(gòu)的變形預(yù)補(bǔ)償算法

1.1 幾何補(bǔ)償算法

借鑒車身覆蓋件相關(guān)結(jié)構(gòu)變形修正的經(jīng)驗(yàn),采用幾何補(bǔ)償法消除異質(zhì)滾合結(jié)構(gòu)固化變形.沿變形方向的反方向,如約束方向、連線方向和法線方向等,為原設(shè)計(jì)型面節(jié)點(diǎn)增加補(bǔ)償修正量(Δ);調(diào)整補(bǔ)償方向及其大小,使補(bǔ)償后輪廓在經(jīng)過(guò)高溫固化變形后,與原設(shè)計(jì)輪廓吻合,即使得變形誤差(Δ)接近于0,如圖1所示.

1.2 非均勻有理B樣條曲面重構(gòu)

研究表明,網(wǎng)民對(duì)泰安市泰山景區(qū)、棗莊臺(tái)兒莊古城景區(qū)、連云港花果山景區(qū)和開封清明上河園景區(qū)關(guān)注度較高,偏好指數(shù)分別為44.8%,20.6%,10.0%,9.5%,日均關(guān)注度分別為7 501,3 447,1 668,1 596.沂蒙山旅游區(qū)、徐州云龍湖景區(qū)、周恩來(lái)故里旅游景區(qū)和曲阜明故城旅游區(qū)旅游偏好指數(shù)分別為5.1%,3.2%,2.6%,2.4%,日均關(guān)注度分別為862,535,431,410.八里河風(fēng)景區(qū)旅游偏好最弱,只有1.8%,日均關(guān)注度301.

(1)

利用時(shí)溫等效方程建立任一點(diǎn)與參考溫度()點(diǎn)之間的力學(xué)關(guān)系.階段 III 和 IV 的時(shí)溫等效方程不同.階段III中,溫度高于區(qū)域,采用WLF方程;階段 IV 中,在次轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域采用Arrhenius方程

單張×1次NURBS曲面的一般表達(dá)式為

(2)

式中:,(=1, 2, …,;=1, 2, …,)為控制頂點(diǎn);為頂點(diǎn)和樣條基函數(shù)的編號(hào);和分別為方向控制頂點(diǎn)的數(shù)量和曲線的階次;,()為方向的次規(guī)范B樣條基函數(shù);,為頂點(diǎn)權(quán)因子,4個(gè)角頂點(diǎn)的權(quán)因子、,0、0,,均大于0,其他頂點(diǎn)權(quán)因子均不小于0.

歷時(shí)5天的大會(huì)共開設(shè)了20場(chǎng)不同規(guī)格的工作坊,其中,兩小時(shí)工作坊8場(chǎng),1.5小時(shí)工作坊12場(chǎng),兩小時(shí)的工作坊圍繞歷史或認(rèn)識(shí)論材料展開,1.5小時(shí)的工作坊圍繞融入數(shù)學(xué)史的教學(xué)材料展開.工作坊主要圍繞主題1—4展開,在相同時(shí)間多場(chǎng)不同主題的工作坊會(huì)同時(shí)進(jìn)行,與會(huì)者可以自由選擇自己感興趣的主題.

在確定NURBS曲面的權(quán)因子時(shí),僅考察受影響的子區(qū)域<<++1<<++1上的部分曲面固定參數(shù)和,當(dāng),取值不同時(shí),分別得到不同點(diǎn):

從圖4中可以明顯看出,隨著毛雞只重的不斷增加,肉雞主產(chǎn)品出成在不斷增加。毛雞重量自4.31×500g增加到5.91×500g的過(guò)程中,主產(chǎn)品出成增加了0.09%,即:一只4.31×500g的毛雞要比一只5.91×500g的毛雞少出0.61kg主產(chǎn)品。

=(,;,=0),=(,;,=1)

=(,; 1<,<+∞)
=(,;,→+∞)=,

=(1-)+,
=(1-)+,

其中:

、分別為、方向控制頂點(diǎn)的數(shù)量.由此得到

(3)

可知,在數(shù)值上,,,、、和四線點(diǎn)的交比,其影響頂點(diǎn)的控制范圍因此,微調(diào)控制,能夠微調(diào)NURBS樣條的曲線曲面,從而獲得光滑曲面.

2 異質(zhì)滾合結(jié)構(gòu)固化變形仿真

2.1 熱-化學(xué)-結(jié)構(gòu)耦合場(chǎng)

..折邊膠本構(gòu)模型 為提高預(yù)測(cè)精度并降低計(jì)算時(shí)間,在高分子材料固化相關(guān)領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)上,構(gòu)建折邊膠的四階段模型,如圖3所示.其中,為時(shí)間,為溫度,為脆化溫度,為凝膠溫度,為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在階段 I,<,受外力作用時(shí),折邊膠可以流動(dòng)且很快發(fā)生應(yīng)力松弛,當(dāng)>后,膠黏劑內(nèi)部的高分子產(chǎn)生高度交聯(lián),使得膠黏劑從流動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài). 因此,折邊膠的力學(xué)特性轉(zhuǎn)變主要發(fā)生在階段 II、III 和 IV.

折邊膠不僅發(fā)生彈性應(yīng)變、熱應(yīng)變和化學(xué)應(yīng)變,而且其材料剛度也會(huì)隨固化度()、溫度和時(shí)間發(fā)生變化.泊松比的變化幅度較大,因此一般利用體積模量()和切變模量()構(gòu)建應(yīng)力()與應(yīng)變()之間的函數(shù)關(guān)系,積分形式可表示為

話題的創(chuàng)造不是說(shuō)天馬行空,隨心所欲,而是需要結(jié)合公眾的心理,創(chuàng)造出具有共鳴性的話題,才能引發(fā)關(guān)注。事件傳播的本身是公眾,想要達(dá)到公眾主動(dòng)推動(dòng)事件傳播的目的,就需要讓公眾有參與感,有話可說(shuō),所以話題必須有共鳴。網(wǎng)易云與杭州地鐵合作打造“樂評(píng)專列”之所以引發(fā)如此大的熱度,就在于樂評(píng)均出自用戶,用戶有共鳴,感受到被尊重。網(wǎng)易云音樂的后來(lái)居上,領(lǐng)跑音樂平臺(tái),與其重視用戶體驗(yàn)、互動(dòng)、參與密不可分。

(4)

式中:為 Kronecker符號(hào);為松弛時(shí)間.

總應(yīng)變主要由3部分組成

由于至今沒有治愈該病的藥物,疫苗成了抵抗阿爾茨海默病的惟一希望。10月初,在維也納召開的歐洲阿爾茨海默病大會(huì)上,專家們宣布阿爾茨海默病疫苗將首次開始進(jìn)行人體試驗(yàn)。這標(biāo)志著使用疫苗預(yù)防阿爾茨海默病的設(shè)想正在逐漸成為現(xiàn)實(shí)。

二十世紀(jì)九十年代以來(lái),現(xiàn)代信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用到教育領(lǐng)域。教師開始接觸信息技術(shù),共享教學(xué)信息和資源,語(yǔ)言教學(xué)與學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求保持一致,同時(shí),學(xué)校開始創(chuàng)建電腦實(shí)驗(yàn)室和語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室供教師與學(xué)生使用。網(wǎng)絡(luò)的使用與普及使學(xué)生避免了在傳統(tǒng)教室里遭遇的使用空間與時(shí)間上的局限,更方便地獲得自己所需要的信息。

(5)

所研究的Dow1496V型折邊膠是一種常用于車身門蓋件中的單組分熱固型樹脂基膠黏劑. 實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到折邊膠的體積模量幾乎不隨時(shí)間和固化度變化,因此本模型假設(shè)體積模量?jī)H與溫度相關(guān).在階段 II,為更好地描述玻璃化轉(zhuǎn)變過(guò)程,基于Tait方程,采用修正的體積模量

(6)

()=exp(-)

(7)

式中:、、、、和為膠黏劑材料擬合的常數(shù);′=0089 4 為Tait常數(shù);()為指數(shù)函數(shù).

參照文獻(xiàn)[11, 19],采用高壓膨脹儀PVT-6000 (高鐵檢測(cè)儀器有限公司,中國(guó))測(cè)定壓力-體積-溫度(--)之間的關(guān)系,獲得相關(guān)參數(shù)如表1所示.其中,為指前因子,′、′為反應(yīng)級(jí)數(shù),為反應(yīng)活化能,為全固化后的膠黏劑的切變模量,為膠黏劑的比體積,為凝膠點(diǎn),為膠黏劑的導(dǎo)熱系數(shù).

當(dāng)=時(shí),開始產(chǎn)生切變模量.在升溫和保溫過(guò)程中,采用與固化度相關(guān)的高彈性模型

(8)

式中:為膠黏劑在時(shí)的固化度.

熱應(yīng)變一般表示為

(9)

式中:為膠黏劑初始溫度;為膠黏劑的體膨脹系數(shù),其值是不斷變化的,主要與溫度有關(guān),表示為

(10)

加熱和保溫過(guò)程中,化學(xué)縮變和熱膨脹應(yīng)變共存.采用與固化度相關(guān)的線性簡(jiǎn)化模型,則

(11)

在降溫階段,折邊膠已完全固化,且化學(xué)縮變已停止.在階段 III 和 IV,體積模量采用與式(6)和(7)相同的模型,熱膨脹系數(shù)采用與式(10)相同的模型.完全固化的切變模量采用線性黏彈性松弛模型

(12)

按照?qǐng)D2的迭代補(bǔ)償流程進(jìn)行單次變形補(bǔ)償,過(guò)程如圖9所示.首先,利用上述仿真方法,在初始理想結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上完成變形預(yù)測(cè);提取變形后的結(jié)構(gòu)外表面網(wǎng)格節(jié)點(diǎn),并按照一定的補(bǔ)償方向,完成節(jié)點(diǎn)云補(bǔ)償.然后,按照NURBS曲線理論,用補(bǔ)償后的節(jié)點(diǎn)云完成曲面重構(gòu),并根據(jù)重建的曲面,構(gòu)建完整的三維幾何模型.最后,利用重構(gòu)后的幾何模型完成結(jié)構(gòu)變形預(yù)測(cè).當(dāng)一次迭代后總體型面誤差大于設(shè)定目標(biāo)值時(shí),則按照?qǐng)D9中(a)~(f)的步驟再次迭代補(bǔ)償.

利用帶溫度箱的萬(wàn)能拉伸機(jī)MTS809(MTS,美國(guó))得到折邊膠的應(yīng)力松弛參數(shù)(~),剪切松弛模量主曲線參數(shù)(和~)如表2所示.

則和可由和,線性表示:

固化變形涉及復(fù)雜的非線性成形,只進(jìn)行一次補(bǔ)償往往難以達(dá)到要求,因此補(bǔ)償是一個(gè)循環(huán)迭代的修正過(guò)程,如圖2(a)所示.其中,′為設(shè)計(jì)允許誤差.首先,以理想輪廓的異質(zhì)滾合結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),進(jìn)行固化變形預(yù)測(cè).其次,提取工件網(wǎng)格節(jié)點(diǎn),并判斷節(jié)點(diǎn)誤差.與原設(shè)計(jì)模型相比較,如果Δ在設(shè)計(jì)范圍內(nèi),則輸出結(jié)果;反之則按照一定方向和大小將節(jié)點(diǎn)值反向增大Δ.進(jìn)一步將補(bǔ)償后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行光滑處理,并重構(gòu)曲面和滾合結(jié)構(gòu).再次,將補(bǔ)償后的型面結(jié)構(gòu)進(jìn)行固化變形預(yù)測(cè),并不斷修正結(jié)果.最后,輸出補(bǔ)償后的滾合結(jié)構(gòu)模型.與同質(zhì)材料滾合成形相同,按照型面反向補(bǔ)償后的異質(zhì)材料結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)涂膠、壓膠、預(yù)滾壓、終滾壓和烘烤固化,最終達(dá)到理想設(shè)計(jì)型面,如圖2(b)所示.

式中:(=1, 2, …,)為B樣條曲線的控制頂點(diǎn);為B樣條曲線的階次;為頂點(diǎn)權(quán)因子;,() 為方向的次規(guī)范B樣條基函數(shù);為頂點(diǎn)和樣條基函數(shù)的編號(hào).

log=

(14)

式中:為位移因子;為固化后的膠黏劑活化能當(dāng)=時(shí),=1744,=516

..多物理場(chǎng) 在涂裝工藝中,組件變形過(guò)程是一個(gè)溫度場(chǎng)、材料相變和結(jié)構(gòu)力學(xué)耦合的多物理場(chǎng).組件的外側(cè)與周圍空氣對(duì)流熱傳遞,內(nèi)部則進(jìn)行熱傳導(dǎo).這一瞬態(tài)傳熱過(guò)程的微分方程表示為

(15)

式中:和分別為材料的密度和比熱容;、分別為在、和方向上的熱傳導(dǎo)系數(shù);為固化反應(yīng)完成時(shí)膠黏劑放出的總熱量;dd為折邊膠的瞬時(shí)固化率.組件的熱對(duì)流邊界條件為

(16)

利用差示掃描量熱儀STA449C/3/G (Netzsch,德國(guó))得到固化過(guò)程中的數(shù)據(jù).利用Málek法得到折邊膠的固化相變模型,即自催化Kamal-Sourour模型

(17)

式中:為普適氣體常數(shù).相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1.

..金屬材料模型 外板材料為鋁合金AA6016-T4,其具有良好的力學(xué)和彎曲成形特性,在汽車外覆蓋件中應(yīng)用廣泛;內(nèi)板材料為冷軋鋼板DC04,主要參數(shù)如表3所示.在耦合物理場(chǎng)中,鋁合金板和鋼板主要產(chǎn)生彈塑性應(yīng)變和熱應(yīng)變.金屬板材料采用線性熱彈塑性本構(gòu)模型.

2.2 仿真模型

曲邊滾合結(jié)構(gòu)是典型的車身門蓋件輪廓結(jié)構(gòu)形式,幾何模型尺寸如圖4所示.鋁合金外板和鋼內(nèi)板厚度均為0.8 mm,上下膠層厚度均為0.2 mm,樣本總厚度為2.8 mm.樣本一端邊界固定,另一端自由無(wú)約束.參考車身涂裝工藝,固化循環(huán)溫度載荷條件:升溫速率4 K/min,保溫30 min,冷卻速率 4 K/min.

節(jié)點(diǎn)經(jīng)幾何補(bǔ)償后,節(jié)點(diǎn)云內(nèi)部易產(chǎn)生不準(zhǔn)確的散點(diǎn)、重復(fù)點(diǎn)和瑕疵點(diǎn)等,尤其在局部復(fù)雜曲面區(qū)域.因此,從節(jié)點(diǎn)云到曲面的準(zhǔn)確重構(gòu)是方法實(shí)施的重點(diǎn).非均勻有理B樣條(NURBS)法可以通過(guò)改變頂點(diǎn)和權(quán)因子完善局部和整體造型,在工程實(shí)踐中應(yīng)用廣泛.NURBS曲線是由+1個(gè)控制頂點(diǎn)形成的一條次分段有理多項(xiàng)式函數(shù)

軟件COMSOL 5.3能夠?qū)崿F(xiàn)多物理場(chǎng)的直接強(qiáng)耦合運(yùn)算,利用該軟件完成仿真.利用實(shí)體網(wǎng)格劃分有限元網(wǎng)格,從兩側(cè)端面掃掠生成.翻邊區(qū)和拐角處網(wǎng)格較密,大小為0.02 mm,其他區(qū)域較稀疏.選用熱傳遞、偏微分方程 (PDE)和結(jié)構(gòu)力學(xué)模塊,分別模擬結(jié)構(gòu)傳熱、膠層固化和結(jié)構(gòu)變形過(guò)程.通過(guò)修改底層參數(shù)完成參數(shù)定義,包括膠層的切變模量、化學(xué)縮變和熱膨脹參數(shù)等.耦合算法如圖5所示.

CNKI中近10年來(lái)的白花前胡研究文獻(xiàn)分載于74種期刊中,文獻(xiàn)量≧2篇的期刊有21種(表3),累計(jì)文獻(xiàn)量為57篇,為期刊總文獻(xiàn)量的50.89%。其中核心期刊有27種(表4),涉及醫(yī)藥類期刊18種,如《時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥》《中藥材》等,農(nóng)業(yè)類期刊有7種,如《北方園藝》《種子》等,生物類期刊1種為《西北植物學(xué)報(bào)》,食品類期刊1種為《食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)》。

調(diào)查分析結(jié)果表明,云南少數(shù)民族地區(qū)農(nóng)村勞動(dòng)力的年齡對(duì)外出務(wù)工意愿具有顯著正向影響,年齡越大,外出務(wù)工意愿越?。荒行酝獬鰟?wù)工的意愿強(qiáng)于女性;受教育程度能顯著提高外出務(wù)工的意愿,受超過(guò)9年教育(即高中教育、職業(yè)教育或高等教育)的勞動(dòng)力外出務(wù)工意愿遠(yuǎn)強(qiáng)于接受9年以下的勞動(dòng)力;婚姻狀態(tài)對(duì)外出務(wù)工意愿影響不顯著;民族文化習(xí)慣對(duì)外出務(wù)工意愿具有顯著負(fù)向影響;家鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)條件對(duì)外出務(wù)工意愿具有顯著正向影響。

2.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

結(jié)構(gòu)固化是在循環(huán)溫度載荷下的動(dòng)態(tài)變形過(guò)程,因此測(cè)量變形具有一定難度.當(dāng)采用接觸式應(yīng)變片等直接法進(jìn)行測(cè)量時(shí),測(cè)量器件易影響結(jié)構(gòu)變形精度.因此,宜采用非接觸式測(cè)量法預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)變形精度.利用數(shù)字圖像相關(guān)法(DIC)測(cè)量鋁合金外板的全場(chǎng)動(dòng)態(tài)變形.數(shù)字圖像相關(guān)法測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置如圖6所示,樣本底端的內(nèi)外板之間增加0.2 mm的墊片并用夾具固定,然后放置在帶有溫度測(cè)量裝置烤箱內(nèi)部的耐火磚上.數(shù)字圖像相關(guān)法測(cè)量系統(tǒng)透過(guò)玻璃檢測(cè)腔內(nèi)結(jié)構(gòu)的變形.參照?qǐng)D4制作樣本,實(shí)驗(yàn)樣本的方向尺寸比數(shù)值模型長(zhǎng)1 cm,便于裝夾和固定.每個(gè)測(cè)試樣本進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)取3次實(shí)驗(yàn)的平均值.

2.4 對(duì)比分析

為便于計(jì)算分析,以降溫開始點(diǎn)為時(shí)間0點(diǎn).在循環(huán)溫度載荷下,不同階段下的物理場(chǎng)分布如圖7所示.其中,′為Mises應(yīng)力.圖7(a)中,不同區(qū)域的溫度差總體不大,約為1~2 ℃.圖7(b)中,值反映了膠層不同位置在時(shí)刻釋放的熱量占總熱量的比率,受環(huán)境溫度載荷和膠層固化放熱影響.在保溫階段,拐角處的固化度略大,這與拐角處放熱有關(guān);右上角數(shù)值略大,這與結(jié)構(gòu)端部自由邊界處外部熱載荷有關(guān).在降溫階段,膠層已完全固化,由于厚度較薄,所以固化度分布相對(duì)均勻.與同質(zhì)鋁或鋼結(jié)構(gòu)相比,異質(zhì)鋁鋼滾合結(jié)構(gòu)固化場(chǎng)的內(nèi)外板傳熱系數(shù)不同,使得膠層瞬態(tài)溫度分布不同,從而引起局部固化度的差異.圖7(c)中,折邊膠端部有應(yīng)力集中現(xiàn)象,尤其在溫度下降階段.可知,利用多物理場(chǎng)模型能夠較好地模擬固化變形過(guò)程.

42例感染者與1 294例非感染者相關(guān)因素比較見表2。結(jié)果顯示,兩組間在年齡、基礎(chǔ)疾病、手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、侵入性操作、曾住ICU及住院時(shí)間方面的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),提示這些因素與骨科老年患者術(shù)后發(fā)生醫(yī)院感染有關(guān)。而兩組在性別、是否急診手術(shù)及切口類型的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

圖8(a)為中間對(duì)稱截面端點(diǎn)(=0、=50 mm)的變形過(guò)程.其中,為方向的變形,為長(zhǎng)度.可知,結(jié)構(gòu)先沿正向變化,這與折邊膠的凝膠有關(guān).隨著固化度的增加,膠黏劑模量不斷增大,在內(nèi)外板熱膨脹系數(shù)和剛度差異的作用下,結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形.然后在保溫階段輕微反彈,這主要與膠層化學(xué)縮變有關(guān). 在降溫階段,結(jié)構(gòu)產(chǎn)生反方向變形,這是由于鋁合金的冷縮率大于鋼板而產(chǎn)生反向錯(cuò)位移動(dòng).

總體上,異質(zhì)滾合結(jié)構(gòu)變形主要由內(nèi)外板材的熱膨脹系數(shù)和剛度差異引起,且總變形量受兩者交互影響;相同參數(shù)下,同質(zhì)滾合結(jié)構(gòu)變形主要由膠層熱膨脹和化學(xué)縮變引起,變形量遠(yuǎn)小于異質(zhì)結(jié)構(gòu).圖8(b)為結(jié)構(gòu)固化變形后的最終型面線.可知,不同截面的變形量存在一定差異,靠近外端處的變形量相對(duì)較大,這與幾何約束有關(guān).與傳統(tǒng)黏彈性模型相比,計(jì)入固化度和化學(xué)縮變的影響后,多物理場(chǎng)模型能夠更好地預(yù)測(cè)變形結(jié)果.

3 結(jié)構(gòu)變形補(bǔ)償過(guò)程與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 結(jié)構(gòu)變形補(bǔ)償過(guò)程

式中:為平衡切變模量;分別為第支Maxwell單元的松弛模量和松弛時(shí)間.

節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確曲面重構(gòu)是方法實(shí)施的關(guān)鍵.從COMSOL仿真結(jié)構(gòu)中提取外表面節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息,導(dǎo)入MATLAB中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,按照約束方向、連線方向和法線方向等完成節(jié)點(diǎn)云補(bǔ)償計(jì)算.然后,將節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入商業(yè)軟件IMAGEWARE中,基于NURBS重構(gòu)方法,按照點(diǎn)-線-面的順序完成曲面重構(gòu),重構(gòu)曲面如圖10所示.可知,重構(gòu)后的曲面坐標(biāo)點(diǎn)存在一定差值,特別是在自由端.

圖11為單次補(bǔ)償后不同截面上變形后的型面線.可知,在截面=0和=75 mm上,相對(duì)于初始變形值,補(bǔ)償后的結(jié)構(gòu)變形均大幅度降低;最終變形值存在一定差異,主要與幾何邊界和約束條件有關(guān).總體上,約束方向的補(bǔ)償效率相對(duì)較低,這是因?yàn)樵诜蔷€性固化變形過(guò)程中,沒有考慮節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng);連線方向的補(bǔ)償效率次之;法線方向的補(bǔ)償效率相對(duì)較高,這是因?yàn)榭紤]了節(jié)點(diǎn)的平移和轉(zhuǎn)動(dòng).

圖12為多次迭代時(shí)不同方向下的歸一化節(jié)點(diǎn)偏差變化.可知,隨著迭代次數(shù)增加,不同截面上的型面線均逼近理想值;但在較小的修正量下,逼近速率逐漸降低.總體上,與約束方向相比,節(jié)點(diǎn)在連線方向和法線方向上逼近較快.

若變形補(bǔ)償量過(guò)小,則難以逼近理想值;若補(bǔ)償量過(guò)大,則最終易引起反向變形.同時(shí),補(bǔ)償?shù)螖?shù)過(guò)多,將額外增加計(jì)算量.因此,合理的補(bǔ)償因子,即實(shí)際補(bǔ)償量與節(jié)點(diǎn)間距的比值,有利于提高補(bǔ)償效率.圖13為補(bǔ)償因子為1.1時(shí)的變形結(jié)果.可知,增大補(bǔ)償因子有利于提高補(bǔ)償效率,使最終型面線可以在單次迭代后逼近理想值.

3.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

當(dāng)補(bǔ)償因子為1.1時(shí),法線方向補(bǔ)償后樣件的變形如圖14所示.可知,在初始狀態(tài)下,樣件兩側(cè)輕微上翹;固化完成后,外表面平整光滑,趨向于原設(shè)計(jì)理想表面.在測(cè)試初期,盡管樣本外表面為曲面,但在DIC測(cè)量系統(tǒng)中仍顯示為基準(zhǔn)平面,表明數(shù)值為變化絕對(duì)值.與平面結(jié)構(gòu)相比,曲面結(jié)構(gòu)樣本的制作精度受影響因素較多,但仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果仍顯示了變形趨勢(shì)良好的一致性.

近年來(lái),隨著高層建筑的日益增多,地下工程的建筑面積也越來(lái)越大。一般的高層住宅區(qū)均在若干幢相鄰的高層建筑物下面設(shè)計(jì)一貫通的大型車庫(kù)。這種地下車庫(kù)的埋深通常較大,有相當(dāng)一部分體積要位于地下水位以下,如果在施工和使用期間不采取抗浮措施,在水浮力作用下地下建筑物要向上位移而引起墻體和底板的開裂。因此,抗浮設(shè)計(jì)對(duì)于大型地下工程而言是相當(dāng)重要的。

翻邊拐角處曲邊線的變形量最大,能夠反映結(jié)構(gòu)曲面的變形程度.圖15為拐角處曲邊線在軸不同位置的變形量.在圖15(a)中,仿真與DIC法的測(cè)量變形值基本吻合.在圖15(b)中,相對(duì)于補(bǔ)償前,變形補(bǔ)償后的數(shù)值誤差大幅降低,固化變形得到良好修正,表明變形補(bǔ)償方法具有較好的有效性.在數(shù)值上,曲邊線的變形量仍有0.1~0.25 mm范圍的差值,這主要與曲面樣本制作精度和系統(tǒng)測(cè)量誤差有關(guān).

4 結(jié)論

為消除異質(zhì)滾合結(jié)構(gòu)失配變形,提出結(jié)構(gòu)固化變形預(yù)測(cè)及幾何預(yù)補(bǔ)償方法.構(gòu)建在高溫固化條件下的熱-化學(xué)-結(jié)構(gòu)場(chǎng)耦合模型,以典型鋁/鋼薄板曲邊滾合結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,對(duì)鋁合金外板變形量進(jìn)行預(yù)測(cè),并利用非接觸式實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證.然后,對(duì)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行幾何補(bǔ)償,并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的可靠性.主要結(jié)論如下:

(1) 與傳統(tǒng)黏彈性模型相比,構(gòu)建的多物理場(chǎng)耦合模型考慮了化學(xué)縮變、固化度和應(yīng)力松弛,能夠更準(zhǔn)確地反映異質(zhì)滾合結(jié)構(gòu)高溫固化變形.

在當(dāng)今的酒店管理專業(yè)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程中,教師如果僅僅對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行講解,就會(huì)使得學(xué)生缺乏實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)以及能力,對(duì)當(dāng)今時(shí)代發(fā)展的需求不能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的滿足。因此在進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程中,教師一定要采用情境教學(xué)的方式,對(duì)相應(yīng)的內(nèi)容在學(xué)生的面前進(jìn)行展示,這樣才可以使得學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解以及記憶實(shí)現(xiàn)有效的加深,使得學(xué)生的實(shí)踐能力得到有效的提升。

抗戰(zhàn)時(shí)期中華民族遭遇前所未有的危機(jī),知識(shí)分子在危難時(shí)刻挺身而出,積極建言獻(xiàn)策,從多個(gè)方面對(duì)福建小學(xué)教育的發(fā)展提出了具體建議,將兒童教育作為抗戰(zhàn)建國(guó)、民族復(fù)興的重要武器,展現(xiàn)了愛國(guó)知識(shí)分子的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

(2) 當(dāng)溫度超過(guò)膠層的凝膠溫度后,鋁鋼滾合結(jié)構(gòu)受熱向鋼內(nèi)板一側(cè)翹曲變形;在保溫階段受膠層的化學(xué)縮變而向鋁合金外板一側(cè)輕微反彈;在冷卻階段繼續(xù)向鋁合金一側(cè)彎曲變形.同質(zhì)滾合結(jié)構(gòu)變形主要由膠層熱膨脹和化學(xué)縮變引起;異質(zhì)滾合結(jié)構(gòu)變形主要由內(nèi)外板材的熱膨脹系數(shù)和剛度差異引起,且總變形量受者交互影響.

(3) 基于NURBS曲面重構(gòu)的幾何補(bǔ)償法能夠有效降低結(jié)構(gòu)固化變形;法線方向補(bǔ)償法考慮了節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)和平動(dòng),補(bǔ)償效率相對(duì)較高.

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