Vol.22 No.5 康永林等：树脂复合轻质夹层钢板弯曲成形性的数值模拟 ·453 由于中间树脂较厚，树脂的压应力导致树 在X方向上应力应变先是逐渐增大，在最 脂厚度的变化，根据弯曲内外侧测得的折曲角 大错动量处(15.7mm左右)达到最大值，然后逐 也不同，由图6和图7可知，折曲角随弯曲角和 渐减小趋于平稳.在树脂层的不同位置X向应 载荷步的变化基本上成直线变化(ANGLEX一 力应变的大小也不同，在凸模处弯曲内侧受凸 根据V形弯曲内侧钢板测得：ANGLES一根据 模摩擦力（摩擦力方向与X方向相同）的影响， V形弯曲外侧钢板测得)，由于在凹模接触处 弯曲内侧的树脂应力应变值大于弯曲外侧树脂 (弯曲外侧)受模具压力的影响，在压入模具一 的应力应变值.在最大错动量处达到最大值，并 定深度时，受凹模影响折曲角略有下降，而弯曲 且树脂层由弯曲内侧到弯曲外侧峰值出现的位 内侧受到凹模的影响非常小 置逐渐向后推移.在小于20mm附近（弯曲达到 一定的程度凹模圆角处己与试样分离，凹模内 3轻质板弯曲时树脂应力应变分析 侧与试样接触)由于受凹模摩擦力的影响，弯曲 从前面轻质钢板的错动量和折曲角分析中 外侧树脂的应力应变值大于弯曲内侧树脂的应 可以看出，轻质钢板由于树脂较厚，它的变化对 力应变值.在30-40mm左右以后，由于靠近自 分析的问题很重要.因此详细分析一下轻质钢 由端，产生反弯和回弹作用的影响，导致应力应 板中间树脂的应力应变变化规律.图8中NZZ 变在端部消除，所以应力应变趋近于O,并且弯 表示树脂中部，NZ1表示树脂中部偏弯曲内侧， 曲内、外侧的应力应变无明显差别， NZ2表示树脂中部偏弯曲外侧.从图8和图9 在Y方向上（图略），基本上是由压应力应变 中可以明显看出，在X向应力应变为负，属于压 变化到拉应力应变，达到最大值后由逐渐减小， 缩应力和负应变：而在Y方向上开始受压应力 趋于平稳.但是Y方向上的应力应变分布比X 和压应变，而后变成拉应力和拉应变， 方向的应力应变分布复杂.在中心线到5mm(弯 曲半径)处弯曲内侧直接同模具接触，受Y方向 距中心线距离mm 的压应力影响，弯曲内侧树脂的压应力大于弯 0 20 40 60 80 曲外侧树脂的压应力，由于试样受凸模在Y方 0 向的压力分布不同，偏离中心线逐渐减小，所以 -0.10 应力应变逐渐减小并趋于一致.在10mm左右 -NZITOX -0.20 一NZZTOX 处应力应变由压到拉的改变有可能导致此处的 -0.30 NZ2TOX 两层钢板开裂.在20mm左右（此处凹模已与试 样分离)由于脱离凹模的接触，加上树脂回弹反 -0.40 弯的影响使得弯曲外侧应力应变大于弯曲内侧 -0.50 的应力应变值. 图8轻质板树脂内部X向应变分布 由图10和图11可以看出，剪切应力应变的 Fig.8 Distribution of X-stain in resin of sandwich plate 变化规律较简单，整体上在凸凹模之间由于摩 擦约束等作用，应力应变逐渐增加，到约束消失 距中心线距离/mm 距中心距离mm 0 20 0 60 80 20 40 60 80 -4 -NZISX -0.4 8 -NZZSX XZ2SX -NZIEPTOXY -12 -0.8 -NZZEPTOXY NZ2EPTOXY -16 -1.2 -18 -1.6 图9轻质板树脂内部X向应力分布 图10轻质板树脂内部剪切应变分布 Fig.9 Distribution of X-stress in resin of sandwich plate Fig.10 Distribution of shear-strain in resin of sandwich plate一 康永林等 树脂 复合 轻 质夹层 钢 板弯 曲成 形性 的数值模拟 由于 中间树脂较 厚 ， 树 脂 的压 应 力导致树 脂 厚 度 的变化 ， 根据 弯 曲 内外 侧 测 得 的折 曲角 也 不 同 由 图 和 图 可 知 ， 折 曲角 随 弯 曲角和 载 荷步 的变化基 本上 成直线 变化 一 根据 形 弯 曲 内侧 钢 板测 得 一根据 形 弯 曲外侧钢 板测 得 由于 在 凹 模接 触 处 弯 曲外 侧 受模具 压 力 的影 响 ， 在压 入模 具 一 定深 度 时 ， 受 凹 模影 响折 曲角 略有下 降 ， 而 弯 曲 内侧 受 到 凹 模 的影 响非 常 小 轻质板弯 曲时树脂应 力应变分析 从 前面 轻质钢 板 的错动量和 折 曲角 分析 中 可 以看 出 ， 轻质钢 板 由于 树脂较厚 ， 它 的变 化对 分 析 的 问题很重 要 因 此详 细 分 析 一 下 轻 质钢 板 中间树脂 的应 力应变变化规 律 图 中 表示树脂 中部 ， 表示 树脂 中部偏 弯 曲 内侧 ， 表 示树脂 中部 偏 弯 曲外侧 从 图 和 图 中可 以 明显 看 出 ， 在 向应力应 变 为 负 ， 属 于 压 缩应 力 和 负应变 而 在 方 向上 开 始受压 应 力 和 压应变 ， 而 后 变成 拉应 力 和 拉应变 距 中心线距离 一 嗯 一 一 － 一 一 一 图 轻质板树脂内部 向应变分布 · 心 在 方 向上 应力 应变先 是逐渐增大 ， 在最 大 错 动量处 。 们。 左右 达到最大值 ， 然 后 逐 渐减 小趋于 平 稳 在 树脂层 的 不 同位 置 向应 力应 变 的大 小 也 不 同 ， 在 凸模 处 弯 曲 内侧 受 凸 模 摩擦力 摩擦力方 向与 方 向相 同 的 影 响 ， 弯 曲内侧 的树脂应 力应变值大于 弯 曲外 侧树脂 的应力应变值 在最 大错动 量处达到最大值 ， 并 且树脂层 由弯 曲内侧 到 弯 曲外侧峰值 出现 的位 置 逐渐 向后 推移 在 小于 附近 弯 曲达 到 一 定 的程度 凹 模 圆 角处 己 与试样 分离 ， 凹 模 内 侧 与试样接触 由于 受 凹 模摩擦力 的影 响 ， 弯 曲 外侧树脂 的应 力 应 变值大于弯 曲 内侧树脂 的应 力 应变值 在 礴 左 右 以后 ， 由于 靠近 自 由端 ， 产 生 反 弯和 回弹作用 的影 响 ， 导 致应力应 变在端部 消 除 ， 所 以应 力应 变趋近于 ， 并且弯 曲 内 、 外 侧 的应 力应变 无 明显 差 别 在 方 向上 图略 ， 基本上 是 由压应 力应变 变化到拉应力应变 ， 达到最 大值后 由逐渐减小 ， 趋于平稳 但 是 方 向上 的应力 应 变分布 比 方 向的应 力应变分布复杂 在 中心 线到 弯 曲半径 处弯 曲内侧直接 同模具 接触 ， 受 方 向 的压应 力影 响 ， 弯 曲 内侧树 脂 的压应 力大 于弯 曲外 侧 树脂 的压应 力 由于试样 受 凸模在 方 向的压力 分布不 同 ， 偏 离 中心线逐渐减小 ， 所 以 应 力应变逐渐 减 小并趋 于 一 致 在 左 右 处应力应变 由压到拉 的改变有可 能导致此处 的 两 层 钢 板 开 裂 在 左右 此处 凹 模 已 与试 样 分 离 由于 脱离 凹 模 的接触 ， 加上树脂 回弹反 弯 的影 响使得弯 曲外侧应力应变大于弯 曲内侧 的应 力应变值 由图 和 图 可 以看 出 ， 剪切 应力 应变 的 变化规律较简 单 整体上 在 凸 凹 模之 间 由于摩 擦约束等作用 ， 应力应变逐渐增加 ， 到约 束 消 失 距 中心线距离 距中心距离加 － 一 芝 一 一 － － 一 一 ，‘︸ 一 芝心 图 轻质板树脂内部 向应 力分布 论 初 图 轻质板树脂内部剪切应变分布 论 ·