【摘 要】
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该文以中国11号工程风挡国产化技术改造为背景,对圆弧型复合风挡成型过程热应力及结构优化设计问题进行了数值模拟和实验研究.鉴于该型号风挡的使用特殊性和用户的要求,风挡
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该文以中国11号工程风挡国产化技术改造为背景,对圆弧型复合风挡成型过程热应力及结构优化设计问题进行了数值模拟和实验研究.鉴于该型号风挡的使用特殊性和用户的要求,风挡整体结构设计采用非对称的无机、有机复合结构,由于无机玻璃和有机玻璃两者的热膨胀系数相差很大,层合过程中的热应力使无机玻璃破碎,以至于在研究的起始阶段生产不出一块风挡.在实际研究过程中,运用热弹性力学知识和有限元计算机模拟的方法对这一问题进行了详细的分析.计算机模拟结果表明采用对称结构时,可以大大降低热应力和热变形;采用非对称结构时热应力在极端温度下(-55℃)高达400MPa,热变形亦非常大.外层无机玻璃必须有足够高的强度,能够抵抗400MPa的拉应力,才能采用非对称结构.在经过对无机玻璃采取增强措施以后,层合出了非对称结构的复合风挡,并对风挡进行了一系列的耐温、耐寒试验.在试验过程中采用粘贴电阻应变片的方法,对复合结构的热应力进行了测量.研究结果表明,热应力的存在大大降低了风挡整体的结构强度,增大了风挡在极端情况下使用时的破坏风险.
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