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    轻钢结构厂房消防设计探讨

    2019-01-21   来源:   点击数:29次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港网讯:金属复合板材具有密度低、隔热保温、吸音减振等特点,并具有较好的刚性和力学性能,可用作电子装备、轿车、火车、航天器、高性能武器装备及仪器仪表等的结构部伴13.但是,金属板料与塑料的力学性能差异大,导致复合板的冲压成形性能比均质金属板料的低。因此,必须了解冲压成形中组成复合板的金属与塑料的变形行为,提高其冲压成形性能,以期利用金属板料的冲压方法将其加工成各种结构零件。A.Makinouchi等研究了钢/塑料/钢复合板的弯曲成形过程。在此,作者采用弹塑性大变形有限元方法模拟钢/聚丙烯/钢复合层板的拉深成形过程,对聚丙烯板材的塑性变形行为进行研究。
      
      1复合层板结构和拉深方法复合板为3层结构,上、下面板是厚度为0.2mm的钢板,中间是厚度为0.4mm的聚丙烯板材。米用金属板料的拉深方法成形。拉深凸模、凹模的结构与尺寸如所示。拉深前先用压边圈将板料边缘压紧(厚向压下量为0.01mm),以防止拉深过程中出现起皱现象。拉深凸模的工作行程为5mm. 2有限元模型由于复合板的拉深成形是一个塑性大变形过程,因此,采用弹塑性大变形有限元更新的Lagrange方法对其成形过程进行数值模拟。将复合板的拉深成形作为轴对称问题处理。为了较好地描述板料变形时的弯曲效应以及板厚方向上的应力、应变变化特点,在聚丙烯板厚方向设置6层单元,用6X49个单元将其一半离散化,每层钢板各用4X49个单元将其一半离散化,如所示。采用的单元为4个高斯积分点的四边形轴对称单元。在拉深过程中,聚丙烯板与钢板之间既无剥离也无相对滑动。将拉深凸模、凹模和压边圈均作为刚体处理。
      
      聚丙烯板材的弹性模量E为850MPa,泊松比u为0.33,初始屈服强度as为24MPa,流动应力-应变关系为:= 55.9(0.02+)193.聚丙烯和钢板均为服从中南工业大学学报VonMises屈服准则的各向同性强化弹塑性材料。
      
      在拉深过程中,复合板与模具的摩擦因数为0.05,并采用考虑相对滑动速度影响的摩擦规律:复合板有限元节点与模具的接触条件为:当节点与模面之间的距离小于或等于所有单元中最小边长的1/25时,即认为该节点与模具处于接触状态;否则,处于非接触状态。
      
      采用大型非线性分析有限元软件MARC对复合板成形过程进行有限元数值模拟。
      
      拉深成形及有限元模拟模型3结果分析与讨论给出了拉深成形过程中复合板的有限元网格变形图。为便于分析不同区域塑料的变形行为,仿照均质金属板料拉深成形过程,将拉深成形的复合板划分为如(d)所示的5个区域:凸缘区(I区),凹模圆角区(区),凸模与凹模间隙区(I区),凸模圆角区(IV区),凸模底部区(V区)。由可见,在拉深成形过程中,区、区和W区的塑料板材产生明显的剪切变形,且随着凸模拉深行程大而加剧。I区和V区有限元网格变化不明显。
      
      给出了拉深过程中塑料板材内(距塑料板几何中心层0.1mm)最大主塑性应变elnax、最小主塑性应变Emin、周向塑性应变勺3和等效塑性应变沿板料径向的分布状况。其中,d为径向距离。可见:对于I区,为正,且随拉深过程的进行而大;Emin和%3为负,均随拉深过程的进行而负向大;i随拉深过程的进行而大。这说明该区塑料的变形为:径向伸长变形,周向压缩变形,厚向收缩变形。拉深成形过程中,该区塑料沿径向朝内移动。
      
      中国钢管信息港网讯:拉深成形过程中复合板的有限元网格变形图陈明安。等:钢/聚丙烯/钢板拉深中塑料变形的有限元分析凸模行程/mm:1―1;2―拉深过程中聚丙烯板料距中性层0.料一直处于非塑性变形状态。
      
      对于区,*max为正,随拉深过程的进行而增大;拉深过程的进行而增大。由于凹模圆角的弯曲作用,凹模入口侧塑料的塑性变形明显大于该区内邻近I区处的塑性变形,尤其是发生了明显的剪切变形。
      
      对于W区,Sax也为正,随拉深过程的进行而增大;rnn为负,随拉深过程的进行而负向增大;33为正,随拉深过程进行而增大。这说明该区塑料的变形为胀形,即:径向伸长变形,周向伸长变形,导致厚向收缩变形;i随拉深过程的进行而增大。由于凸模圆角的弯曲作用,该区内离V区越远处,塑性变形程度越大,剪切变形也越显著。
      
      变形随拉深过程的进行,增大幅度比其他区域的大。该区*值为0.40~0.47,是塑性变形程度最大的区域,且发生了显著的剪切变形。
      
      (a)给出了拉深成形后聚丙烯板材内的VonMises等效应力的分布图。显然,I区内的比1mm面上塑性应变沿板料径向的分布(>)*总应变能密度揪闼却neK柬闼铝斟州vf、!F中南工业大学学报类似。(b)给出了拉深成形后聚丙烯板材内总应变能密度dW/dv的分布场图。可见,I区内的dW/dv比其他区域的高,是该区内其值最大的一个小区域。当dW/dv的最大值达到其临界值后,聚丙烯板材将在该处出现开裂破坏现象。
      
      聚丙烯板材内ei的最大值是钢板内Si最大值的3倍。
      
      4结论a拉深成形中聚丙烯板材可分为5个区域:凸缘区(I)凹模圆角区(),凸模与凹模间隙区(1瓜凸模圆角区(IV),凸模底部区(V)。其中:V区是非塑性变形区;I区、I区和I区沿径向伸长变形,周向压缩变形,厚向收缩变形;V区径向伸长变形,周向伸长变形,厚向收缩变形。
      
      轻钢结构厂房由于具有自重轻、跨度大、建设周期短、造价低、造型美观、现代感强等优点,而在现代工厂设计中得到越来越多的应用。然而,轻钢结构建筑耐火等级较低,大空间、大跨度厂房对防火分区又提出新的要求,这些问题有的可以采取技术措施解决,有的还没有完美的解决方案。现根据本人的设计实践,就上述设计问题进行初步探(5)计算结果可按用户的意愿,以“校核”和“修改设计”两种方式进行屏幕输出或传入数据库。
      
      当按“校核”方式输出时,计算结果是以各轴段的完全系数的大小的形式输出的。当某一轴段的安全系数小于用户的规定值时,系统会自动提示用户当按“修改设计”方式输出时,计算结果是以各轴段在用户规定的安全系统下的理想直径的形式输出的。同时,系统自动转入修改设计模块。
      
      2.1.4修改设计修改设计模块的功能是:根据计算模块的计算结果和用户的意见,对原始设计的某些或全部轴段的尺寸进行修改。由于轴的结构尺寸不仅仅取决于其强度的大小,还要受到其结构形式的限制,因此,本模块的修改过程采用交互的方式。当用户需要对讨:1轻钢结构工业厂房的耐火等级轻钢结构厂房的承重构件一般为钢柱、网架,让筑外表面覆以彩色铝锌钢板或镀铝锌钢板等。根据《建筑设计防火规范》,其柱、梁的耐火时间均为0.250.5h,建筑物的耐火等级仅为四级(耐火等级较低),而相当一部分单层轻钢结构厂房的生产类别为丙类,由于规范要求的最低耐火等级为三级,这样,轻钢结构厂房就不够资格作丙类厂房。
      
      中国钢管信息港网讯:解决的方法:可在柱、梁表面镫以1.5cm以的LG防火隔热涂料或2cm厚的LY防火隔热涂料保护层,其耐火时间可达1.52.3小时,这样,建筑物的耐火等级可按三级考虑,满足规范要求。但耍注意,应要求轻钢结构厂家在作结构计算时考虑防火涂层的重量。
      
      原始设计的某一轴段进行修改时,系统会把计符校块所得出的该轴段的理想尺寸以缺省值的形式提尔给用户,用户可以接受此缺省值,也可以将其作为而重新输入新的尺寸。这就为用户的使用提供丫极大的方便性与灵活性。当用户的修改意见输入成之后,修改模块会自动将修改后的尺寸传入数据库,并通过数据库对原始设计加以修改。
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