薄壁結(jié)構(gòu)件
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
薄壁結(jié)構(gòu)件的視頻教程
碳纖維復(fù)合材料薄壁件的注塑成型過(guò)程模擬
利用注塑成型軟件Moldflow，模擬出碳纖維復(fù)合材料薄壁件的注塑成型過(guò)程，可提取薄壁件內(nèi)部短碳纖維取向分布，成型件翹曲變形量、體積收縮等數(shù)據(jù)，利于進(jìn)行成型質(zhì)量?jī)?yōu)化。
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薄壁結(jié)構(gòu)件的實(shí)例教程
薄壁擠出件
電動(dòng)踏板的面板材質(zhì)為鋁合金，加工工藝為擠出成型：將鋁合金加熱到一定溫度通過(guò)模具推擠，得到特定形狀的薄壁件產(chǎn)品。該成型工藝的特點(diǎn)是產(chǎn)品沿垂直斷面方向成型，沿成型方向壁厚一致，因此斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。
薄壁擠出件截面優(yōu)化存在如下兩個(gè)問(wèn)題：1）最優(yōu)解問(wèn)題，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，斷面設(shè)計(jì)的可行解非常多，需要在眾多可行解中找出最優(yōu)解；2）薄壁件厚度分配問(wèn)題，按需分配材料厚度，進(jìn)行斷面尺寸非等厚設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮材料作用。
本文旨在解決薄壁殼體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題：搜索最優(yōu)截面、非等厚截面設(shè)計(jì)，達(dá)到剛質(zhì)比最優(yōu)。該方法同樣可適用于汽車(chē)固定踏板、行李架等薄壁擠出件。
3. 擠出件結(jié)構(gòu)優(yōu)化
針對(duì)某主機(jī)廠已量產(chǎn)產(chǎn)品，對(duì)面板進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升產(chǎn)品剛度。
3.1 設(shè)計(jì)空間
依據(jù)功能性需求，將零件劃分為可設(shè)計(jì)區(qū)域和非設(shè)計(jì)區(qū)域，見(jiàn)下圖
圖2 設(shè)計(jì)空間示意圖
3.2 工況定義
考慮到面板踩踏性能，設(shè)置8個(gè)加載工況，踩踏重量150kg，評(píng)估踏板剛度。
圖3 工況定義
3.3 截面拓?fù)鋬?yōu)化
設(shè)計(jì)變量：采用變密度法，將設(shè)計(jì)域單元屬性作為設(shè)計(jì)變量；
優(yōu)化目標(biāo)：將八個(gè)工況的最小加權(quán)柔度作為優(yōu)化目標(biāo)，設(shè)置不同加權(quán)系數(shù)；
約束條件：體積分?jǐn)?shù)20%；
圖4 拓?fù)鋬?yōu)化概念圖
通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化得到了擠出截面的最優(yōu)概念圖，可以依據(jù)此概念圖布置加強(qiáng)筋，重構(gòu)三維模型。但是拓?fù)鋬?yōu)化后的模型，并不包含完整的壁厚信息，因此還需進(jìn)一步優(yōu)化截面各區(qū)域壁厚。
展開(kāi) 以某家用電器的整體內(nèi)膽鈑金件為例，該內(nèi)膽由上板，中板，底板組成 sus304 厚度0.4mm焊接組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于內(nèi)膽內(nèi)受到水流不用頻率的沖擊響應(yīng)，為了防止發(fā)生共振，需要對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析，求解出結(jié)構(gòu)件的固有頻率和相對(duì)應(yīng)的振型，對(duì)結(jié)構(gòu)件底部中心處以及安裝螺釘螺釘孔處施加固定約束，進(jìn)行分析如下：
圖一 整體設(shè)置情況
一階模態(tài)振型
二階模態(tài)振型
三階模態(tài)振型
由上述分析可知：
薄壁件內(nèi)膽結(jié)構(gòu)在底部約束的情況下，模態(tài)結(jié)果如下：
模態(tài)階次
變形
固有頻率
1
內(nèi)膽中板右上側(cè)左右彎曲變形
22
2
中板后側(cè)板凹凸變形
48
3
中板后側(cè)板凹凸以及上板彎曲疊加變形
63
可知：內(nèi)膽結(jié)構(gòu)件固有頻率偏低，且中板右上側(cè)左右彎曲變形對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響，因此后續(xù)設(shè)計(jì)中，因?qū)χ邪逵疑蟼?cè)薄弱區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高一階固有頻率，避免發(fā)生共振。
展開(kāi) H型鋼柱薄壁鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的往復(fù)試驗(yàn)?zāi)M（H型鋼，薄壁結(jié)構(gòu)，鋼板剪力墻，滯回曲線，有限元模擬）
升高料溫 升高模溫等
毛邊
常發(fā)生公母模的結(jié)合處, 由于合模不良所致, 或是模面邊角加工不當(dāng), 成型上常由于鎖模力不夠, 料溫、壓力過(guò)高等
修正模具
重新合模
增加鎖模力(CHECK射出機(jī)臺(tái)噸位是否足夠) 降低料溫 減小注射壓力 減少保壓時(shí)間 降低保壓壓力等
變形
細(xì)長(zhǎng)件、面積大的薄壁件、或是結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)的較大成品由于成型時(shí)冷卻應(yīng)力不均或頂出受力不一所致
修正頂針；設(shè)置起張緊作用的拉料銷(xiāo)等; 必要時(shí)公模加咬花調(diào)節(jié)變形
調(diào)整公母模模溫降低保壓等(小件變形的調(diào)節(jié)主要靠壓力大小及時(shí)間﹐大件變形的調(diào)節(jié)一般靠模溫)
表面不潔
模具表面粗糙, 對(duì)于PC料, 有時(shí)由于模溫過(guò)高, 模面有殘膠, 油漬
清理模面, 打光處理
降低模溫等
拉白
易發(fā)生于成形品薄壁轉(zhuǎn)角處或是薄壁RIB根部, 由于脫模時(shí)受力不良造成, 頂針設(shè)置不當(dāng)或是拔模斜度不夠。
展開(kāi) 引言
近年在華南地區(qū)流行生產(chǎn)鎂壓鑄件的本港廠商,可以引用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)解決模具
設(shè)計(jì)上的棘手問(wèn)題.鎂壓鑄件質(zhì)輕耐用的特點(diǎn),成為3C產(chǎn)品外殼的首選物料.3C產(chǎn)品
外型復(fù)雜而且纖薄,是制模技術(shù)上的一大挑戰(zhàn).本港廠商若要打開(kāi)這個(gè)高增值的市場(chǎng),
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)設(shè)備是不可或缺的工具.
在目前多種解決薄壁鎂壓鑄件的方案中,計(jì)算機(jī)仿真投扮演重要的角色.限制薄壁
成型的技術(shù)因素眾多,包括產(chǎn)生冷隔,氧化層部位及困氣位置等.從前上述問(wèn)題必須經(jīng)
過(guò)重復(fù)試模辦法方可解決,所以工程師可能需要花上六個(gè)星期的時(shí)間去改進(jìn)試產(chǎn)模具的
內(nèi)澆口,橫澆道和排氣系統(tǒng),甚至不知道需要經(jīng)過(guò)多少次的改動(dòng),才能穩(wěn)定地生產(chǎn)高質(zhì)
量的零件.
德國(guó)Laichingen的Werkzeugbau Schaufler壓鑄模具制造商為解決鎂壓鑄的缺陷問(wèn)題,
采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)軟件,在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行多種的壓鑄仿真,從中挑選最好的
模具設(shè)計(jì)方案.計(jì)算機(jī)仿真可以迅速且精確地計(jì)算設(shè)計(jì)方案,提供壓鑄模具型腔內(nèi)部特
定條件下的詳細(xì)資料.采用這種方法,Werkzeugbau Schaufler近年成功生產(chǎn)五十多種高
質(zhì)量的薄壁鎂鑄件.
Schaufler專(zhuān)門(mén)從事鋁和鎂壓鑄件的模具制造,其設(shè)備占地超過(guò)五萬(wàn)平方英尺;可提
供重達(dá)35噸的傳動(dòng)及離合器機(jī)架,機(jī)體結(jié)構(gòu)件和進(jìn)氣歧管的模具.該公司最近成立技
術(shù)中心,以滿足客戶縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間的要求,并減少用砂型鑄造模型,改為用壓鑄件原型.
其Lajchingen壓鑄中心(DCL)的特色,在于擁有一組以2700噸鎖模力壓鑄機(jī)為基礎(chǔ)的
自動(dòng)壓鑄單元 — Buhler SC 270N,當(dāng)中還包括鋁及鎂合金熔爐,半固態(tài)壓鑄(SSM)金
屬塊加熱站,ABB噴涂料和取件機(jī)器人,冷卻池及加工中心.
展開(kāi) 
薄壁結(jié)構(gòu)件的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
薄壁結(jié)構(gòu)件的最新內(nèi)容
關(guān)鍵詞：帶筋薄壁結(jié)構(gòu)；固有頻率；屈曲穩(wěn)定性；變密度法；拓?fù)鋬?yōu)化；
帶筋薄壁結(jié)構(gòu)因具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，在汽車(chē)制造、航空航天、船舶工程等眾多工程領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，已成為現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)中不可或缺的重要組成部分。然而，在復(fù)雜外部載荷作用下，該類(lèi)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)與屈曲穩(wěn)定性問(wèn)題依然是設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)：振動(dòng)易引發(fā)結(jié)構(gòu)疲勞損傷，縮短其服役壽命；屈曲失穩(wěn)則可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體失效，甚至引發(fā)嚴(yán)重安全事故。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法多依賴于工程經(jīng)驗(yàn)或采用簡(jiǎn)化優(yōu)化策略
三坐標(biāo)檢測(cè)薄壁件：如何消除裝夾變形誤差？9個(gè)月前
在精密制造領(lǐng)域，薄壁零件（如電機(jī)端蓋、航空結(jié)構(gòu)件）的三坐標(biāo)檢測(cè)長(zhǎng)期面臨一個(gè)隱蔽而頑固的挑戰(zhàn)：裝夾變形。
在薄壁件測(cè)量中，傳統(tǒng)方法對(duì)“裝夾導(dǎo)致的變形誤差”幾乎無(wú)法覺(jué)察。當(dāng)這種變形在測(cè)量時(shí)被掩蓋，裝配時(shí)卻暴露，最終會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品振動(dòng)、異響甚至失效——當(dāng)壁厚僅2-3mm的端蓋承受傳統(tǒng)虎鉗數(shù)百牛頓的夾緊力時(shí)，其微米級(jí)的形變足以讓高端電機(jī)的NVH（噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）性能失控。
在過(guò)去的 30 多年里，增材制造技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，尤其在醫(yī)療器械、航空領(lǐng)域尤為突出。其中激光束進(jìn)行金屬粉末床熔融的工藝應(yīng)用最為廣泛，由該工藝制造的零部件普遍兼具高設(shè)計(jì)自由度、高靈活性、優(yōu)異機(jī)械性能等特點(diǎn)。對(duì)于汽車(chē)行業(yè)，由于行業(yè)本身對(duì)成本、質(zhì)量及交付時(shí)間的嚴(yán)格要求，激光束粉末床熔融技術(shù)的應(yīng)用面臨著更高的挑戰(zhàn)，所以目前應(yīng)用目標(biāo)主要集中在高價(jià)、小批量生產(chǎn)的車(chē)輛或運(yùn)動(dòng)型跑車(chē)。
摘 要：為了研究碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Carbon Fibre Reinforced Plastics，CFRP）薄壁圓管在準(zhǔn)靜態(tài)軸向壓潰過(guò)程的壓潰失效形式和吸能特性，提出一種基于宏觀斷裂力學(xué)理論基礎(chǔ)的本構(gòu)模型。通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)和仿真結(jié)果，發(fā)現(xiàn)比吸能和平均力誤差均小于1%，這驗(yàn)證了宏觀斷裂力學(xué)分析方法的合理性
林立基于葉片薄壁結(jié)構(gòu)件真實(shí)切削力編寫(xiě)變形迭代算法，計(jì)算出變形量補(bǔ)償?shù)段稽c(diǎn)來(lái)提高葉片加工精度。郝煒等研究葉片前后緣加工誤差分布規(guī)律，通過(guò)誤差補(bǔ)償方法對(duì)葉片模型進(jìn)行修正。而葉片精密磨削已由傳統(tǒng)的手工修磨轉(zhuǎn)向?yàn)楦咝省⒏呔取⒆詣?dòng)化程度較高的數(shù)控砂帶磨削。如圖 11 所示， 喬虎等實(shí)現(xiàn)了空心風(fēng)扇葉片在六軸數(shù)控砂帶磨床上的可靠的虛擬磨削加工。
Abaqus薄壁件三維銑削仿真案例講解
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常使用三維CAD工具，如CATIA、Pro/E、SolidWorks、UG、SolidEdge等。在進(jìn)行有限元分析時(shí)，可以把CAD模型直接導(dǎo)入ANSYS中進(jìn)行分析。在對(duì)幾何模型劃分網(wǎng)格時(shí)，需要考慮采用哪種單元類(lèi)型來(lái)進(jìn)行模擬。對(duì)于幾何模型的厚度與短邊長(zhǎng)度的比值小于0.1時(shí)，對(duì)承彎構(gòu)件需要采用殼單元。使用殼單元模擬薄的實(shí)體結(jié)構(gòu)，可以降低模型的規(guī)模，而且滿足精度要求。
H型鋼柱薄壁鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的往復(fù)試驗(yàn)?zāi)M（H型鋼，薄壁結(jié)構(gòu)，鋼板剪力墻，滯回曲線，有限元模擬）
