激光焊接I型三明治板的力學(xué)行為研究及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、三明治板是一種新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)，具有重量輕、剛度和強(qiáng)度較大的特點(diǎn)，還具有減震、降噪以及抗沖擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此三明治板在船舶、車輛、建筑等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，已有的三明治板研究中都假設(shè)接頭是“全焊縫接頭”，然而在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)激光焊接三明治板接頭具有不連續(xù)的特征，如果剛度計(jì)算中不考慮焊接接頭的影響會(huì)過高的估計(jì)剛度值。
　　對(duì)三明治板進(jìn)行外伸三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，通過改變焊縫寬度以及焊縫間隙，得到焊接接頭的不連續(xù)性對(duì)其剛度和強(qiáng)度的影響規(guī)律，其中

2、焊縫寬度是主要的影響因素。當(dāng)焊縫寬度小于芯板厚度的60％時(shí)，剛度剛度隨焊縫寬度的增大也明顯增大，但是當(dāng)焊縫寬度大于芯板厚度的60%時(shí)，焊縫寬度的影響變得很小。因此，給出了考慮焊接接頭不完整性的三明治板彎曲剛度表達(dá)式。
　　通過對(duì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的三明治板進(jìn)行三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，得到面板厚度、芯板間距和芯板高度對(duì)彎曲剛度的影響規(guī)律。增大面板厚度，減小芯板間距，增大芯板高度，都能使三明治板的彎曲剛度增大。但是同時(shí)改變這些結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)面板厚度

3、和芯板厚度制約著焊縫寬度的大小，芯板間距和芯板厚度決定著芯板高度對(duì)彎曲剛度的影響規(guī)律。
　　基于以上的分析，以I型三明治板的比彎曲剛度最大為目標(biāo)函數(shù)，以面板厚度、芯板間距、芯板厚度、芯板高度、焊縫寬度為設(shè)計(jì)變量，以接頭屈服條件、中點(diǎn)撓度、面板屈服、局部撓度作為約束函數(shù)。運(yùn)用移動(dòng)漸近線法（MMA）對(duì)這些變量、約束條件及函數(shù)編程，得到三明治板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序，利用Matlab軟件實(shí)現(xiàn)三明治板的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)程序?qū)?/p>