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    輕鋼結構廠房消防設計探討

    2019-01-21   來源:   點擊數:29次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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       中國鋼管信息港網訊:金屬復合板材具有密度低、隔熱保溫、吸音減振等特點,并具有較好的剛性和力學性能,可用作電子裝備、轎車、火車、航天器、高性能武器裝備及儀器儀表等的結構部伴13.但是,金屬板料與塑料的力學性能差異大,導致復合板的沖壓成形性能比均質金屬板料的低。因此,必須了解沖壓成形中組成復合板的金屬與塑料的變形行為,提高其沖壓成形性能,以期利用金屬板料的沖壓方法將其加工成各種結構零件。A.Makinouchi等研究了鋼/塑料/鋼復合板的彎曲成形過程。在此,作者采用彈塑性大變形有限元方法模擬鋼/聚丙烯/鋼復合層板的拉深成形過程,對聚丙烯板材的塑性變形行為進行研究。
      
      1復合層板結構和拉深方法復合板為3層結構,上、下面板是厚度為0.2mm的鋼板,中間是厚度為0.4mm的聚丙烯板材。米用金屬板料的拉深方法成形。拉深凸模、凹模的結構與尺寸如所示。拉深前先用壓邊圈將板料邊緣壓緊(厚向壓下量為0.01mm),以防止拉深過程中出現起皺現象。拉深凸模的工作行程為5mm. 2有限元模型由于復合板的拉深成形是一個塑性大變形過程,因此,采用彈塑性大變形有限元更新的Lagrange方法對其成形過程進行數值模擬。將復合板的拉深成形作為軸對稱問題處理。為了較好地描述板料變形時的彎曲效應以及板厚方向上的應力、應變變化特點,在聚丙烯板厚方向設置6層單元,用6X49個單元將其一半離散化,每層鋼板各用4X49個單元將其一半離散化,如所示。采用的單元為4個高斯積分點的四邊形軸對稱單元。在拉深過程中,聚丙烯板與鋼板之間既無剝離也無相對滑動。將拉深凸模、凹模和壓邊圈均作為剛體處理。
      
      聚丙烯板材的彈性模量E為850MPa,泊松比u為0.33,初始屈服強度as為24MPa,流動應力-應變關系為:= 55.9(0.02+)193.聚丙烯和鋼板均為服從中南工業大學學報VonMises屈服準則的各向同性強化彈塑性材料。
      
      在拉深過程中,復合板與模具的摩擦因數為0.05,并采用考慮相對滑動速度影響的摩擦規律:復合板有限元節點與模具的接觸條件為:當節點與模面之間的距離小于或等于所有單元中最小邊長的1/25時,即認為該節點與模具處于接觸狀態;否則,處于非接觸狀態。
      
      采用大型非線性分析有限元軟件MARC對復合板成形過程進行有限元數值模擬。
      
      拉深成形及有限元模擬模型3結果分析與討論給出了拉深成形過程中復合板的有限元網格變形圖。為便于分析不同區域塑料的變形行為,仿照均質金屬板料拉深成形過程,將拉深成形的復合板劃分為如(d)所示的5個區域:凸緣區(I區),凹模圓角區(區),凸模與凹模間隙區(I區),凸模圓角區(IV區),凸模底部區(V區)。由可見,在拉深成形過程中,區、區和W區的塑料板材產生明顯的剪切變形,且隨著凸模拉深行程大而加劇。I區和V區有限元網格變化不明顯。
      
      給出了拉深過程中塑料板材內(距塑料板幾何中心層0.1mm)最大主塑性應變elnax、最小主塑性應變Emin、周向塑性應變勺3和等效塑性應變沿板料徑向的分布狀況。其中,d為徑向距離。可見:對于I區,為正,且隨拉深過程的進行而大;Emin和%3為負,均隨拉深過程的進行而負向大;i隨拉深過程的進行而大。這說明該區塑料的變形為:徑向伸長變形,周向壓縮變形,厚向收縮變形。拉深成形過程中,該區塑料沿徑向朝內移動。
      
      中國鋼管信息港網訊:拉深成形過程中復合板的有限元網格變形圖陳明安。等:鋼/聚丙烯/鋼板拉深中塑料變形的有限元分析凸模行程/mm:1―1;2―拉深過程中聚丙烯板料距中性層0.料一直處于非塑性變形狀態。
      
      對于區,*max為正,隨拉深過程的進行而增大;拉深過程的進行而增大。由于凹模圓角的彎曲作用,凹模入口側塑料的塑性變形明顯大于該區內鄰近I區處的塑性變形,尤其是發生了明顯的剪切變形。
      
      對于W區,Sax也為正,隨拉深過程的進行而增大;rnn為負,隨拉深過程的進行而負向增大;33為正,隨拉深過程進行而增大。這說明該區塑料的變形為脹形,即:徑向伸長變形,周向伸長變形,導致厚向收縮變形;i隨拉深過程的進行而增大。由于凸模圓角的彎曲作用,該區內離V區越遠處,塑性變形程度越大,剪切變形也越顯著。
      
      變形隨拉深過程的進行,增大幅度比其他區域的大。該區*值為0.40~0.47,是塑性變形程度最大的區域,且發生了顯著的剪切變形。
      
      (a)給出了拉深成形后聚丙烯板材內的VonMises等效應力的分布圖。顯然,I區內的比1mm面上塑性應變沿板料徑向的分布(>)*總應變能密度揪闥卻neK柬闥鋁斟州vf、!F中南工業大學學報類似。(b)給出了拉深成形后聚丙烯板材內總應變能密度dW/dv的分布場圖。可見,I區內的dW/dv比其他區域的高,是該區內其值最大的一個小區域。當dW/dv的最大值達到其臨界值后,聚丙烯板材將在該處出現開裂破壞現象。
      
      聚丙烯板材內ei的最大值是鋼板內Si最大值的3倍。
      
      4結論a拉深成形中聚丙烯板材可分為5個區域:凸緣區(I)凹模圓角區(),凸模與凹模間隙區(1瓜凸模圓角區(IV),凸模底部區(V)。其中:V區是非塑性變形區;I區、I區和I區沿徑向伸長變形,周向壓縮變形,厚向收縮變形;V區徑向伸長變形,周向伸長變形,厚向收縮變形。
      
      輕鋼結構廠房由于具有自重輕、跨度大、建設周期短、造價低、造型美觀、現代感強等優點,而在現代工廠設計中得到越來越多的應用。然而,輕鋼結構建筑耐火等級較低,大空間、大跨度廠房對防火分區又提出新的要求,這些問題有的可以采取技術措施解決,有的還沒有完美的解決方案。現根據本人的設計實踐,就上述設計問題進行初步探(5)計算結果可按用戶的意愿,以“校核”和“修改設計”兩種方式進行屏幕輸出或傳入數據庫。
      
      當按“校核”方式輸出時,計算結果是以各軸段的完全系數的大小的形式輸出的。當某一軸段的安全系數小于用戶的規定值時,系統會自動提示用戶當按“修改設計”方式輸出時,計算結果是以各軸段在用戶規定的安全系統下的理想直徑的形式輸出的。同時,系統自動轉入修改設計模塊。
      
      2.1.4修改設計修改設計模塊的功能是:根據計算模塊的計算結果和用戶的意見,對原始設計的某些或全部軸段的尺寸進行修改。由于軸的結構尺寸不僅僅取決于其強度的大小,還要受到其結構形式的限制,因此,本模塊的修改過程采用交互的方式。當用戶需要對討:1輕鋼結構工業廠房的耐火等級輕鋼結構廠房的承重構件一般為鋼柱、網架,讓筑外表面覆以彩色鋁鋅鋼板或鍍鋁鋅鋼板等。根據《建筑設計防火規范》,其柱、梁的耐火時間均為0.250.5h,建筑物的耐火等級僅為四級(耐火等級較低),而相當一部分單層輕鋼結構廠房的生產類別為丙類,由于規范要求的最低耐火等級為三級,這樣,輕鋼結構廠房就不夠資格作丙類廠房。
      
      中國鋼管信息港網訊:解決的方法:可在柱、梁表面鐙以1.5cm以的LG防火隔熱涂料或2cm厚的LY防火隔熱涂料保護層,其耐火時間可達1.52.3小時,這樣,建筑物的耐火等級可按三級考慮,滿足規范要求。但耍注意,應要求輕鋼結構廠家在作結構計算時考慮防火涂層的重量。
      
      原始設計的某一軸段進行修改時,系統會把計符校塊所得出的該軸段的理想尺寸以缺省值的形式提爾給用戶,用戶可以接受此缺省值,也可以將其作為而重新輸入新的尺寸。這就為用戶的使用提供丫極大的方便性與靈活性。當用戶的修改意見輸入成之后,修改模塊會自動將修改后的尺寸傳入數據庫,并通過數據庫對原始設計加以修改。
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