一种建筑用夹芯板生产方法技术

本发明专利技术公开了一种建筑用夹芯板生产方法，包括如下步骤：基于性能要求设计建筑用夹芯板结构；建立单胞的应变能和总势能泛函；将单胞的翘曲函数离散化得到离散形式的应变能泛函；对单胞的应变能泛函进行零阶近似得到有效刚度矩阵；对单胞的总势能泛函进行一阶近似得到一阶近似翘曲场变量表达式和一阶近似能应变能泛函；重构建筑用夹芯板单胞内的三维位移场、应变场和应力场，当建筑用夹芯板结构满足性能要求，按照建筑用夹芯板结构制造建筑用夹芯板。本发明专利技术通过对单胞进行细观分析得到有效材料属性，通过均匀结构代替原非均质结构，从而大大减少有限元模型的单元数量和全局分析时的总自由度，极大地提高了建筑用夹芯板性能计算的效率。

A Production Method of Sandwich Panel for Construction

【技术实现步骤摘要】
一种建筑用夹芯板生产方法
本专利技术涉及材料生产方法
，尤其涉及一种建筑用夹芯板生产方法。
技术介绍
建筑用夹芯板由上下两块强度较大的面层和轻而软的芯层通过粘结剂粘结而成，具有系列独特的材料特性，如轻质、高强、保温、抗震、防水等，多用在体育馆和有保温需要的工业厂房等大型设施中。考虑到建筑用夹芯板的广泛应用，对其结构材料性能的研究是亟待解决的问题。在建筑用夹芯板的生产过程中，需要先对建筑用夹芯板进行结构设计，并对建筑用夹芯板的各项性能进行计算，当性能满足要求后再进行生产。现有技术中，通常将设计好的建筑用夹芯板结构直接进行有限元分析，然而，这种方法需要规模较大的有限元模型，且计算量大，效率低，并不是有效的可行方法。因此，如何提供一种新的技术方案，能够减少分析建筑用夹芯板结构性能时的计算量，从而提高建筑用夹芯板性能计算的效率，进而提高建筑用夹芯板的生产效率，成为了本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术要解决的技术问题是：减少分析建筑用夹芯板结构性能时的计算量，从而提高建筑用夹芯板性能计算的效率，进而提高建筑用夹芯板的生产效率。为解决上述技术问本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建筑用夹芯板生产方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、基于性能要求设计建筑用夹芯板结构；S2、将所述建筑用夹芯板结构划分为多个单胞，每个单胞的结构均相同，且多个单胞通过相同形式进行组合可以形成所述建筑用夹芯板结构；S3、建立所述单胞的应变能和总势能泛函；S4、将所述单胞的翘曲函数离散化得到离散形式的应变能泛函；S5、对所述单胞的应变能泛函进行零阶近似得到有效刚度矩阵；S6、对所述单胞的总势能泛函进行一阶近似得到一阶近似翘曲场变量表达式和一阶近似能应变能泛函；S7、重构所述建筑用夹芯板单胞内的三维位移场、应变场和应力场；S8、当所述建筑用夹芯板结构满足所述性能要求时，按照所述建筑用夹芯板...

【技术特征摘要】
1.一种建筑用夹芯板生产方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、基于性能要求设计建筑用夹芯板结构；S2、将所述建筑用夹芯板结构划分为多个单胞，每个单胞的结构均相同，且多个单胞通过相同形式进行组合可以形成所述建筑用夹芯板结构；S3、建立所述单胞的应变能和总势能泛函；S4、将所述单胞的翘曲函数离散化得到离散形式的应变能泛函；S5、对所述单胞的应变能泛函进行零阶近似得到有效刚度矩阵；S6、对所述单胞的总势能泛函进行一阶近似得到一阶近似翘曲场变量表达式和一阶近似能应变能泛函；S7、重构所述建筑用夹芯板单胞内的三维位移场、应变场和应力场；S8、当所述建筑用夹芯板结构满足所述性能要求时，按照所述建筑用夹芯板结构制造建筑用夹芯板。2.如权利要求1所述的建筑用夹芯板生产方法，其特征在于，S3包括如下步骤：将单胞均匀化，设场变量的精确解为单胞域上的体积平均值，ui(xi；yα)为单胞的精确位移，则存在vi(x1)为：ui＝ui(xi；yα)，vi＝vi(x1)，yα为以一个单胞为基准建立的局部坐标，xα为以整个建筑用夹芯板为基准建立的整体坐标，由于yα和xα描述的空间变化存在明显的尺度分离，在单胞域Ω中定义的ui相对xα的偏导为：式中：表示任意字符或函数，bi表示建筑用夹芯板变形前与xi相切的正交三元基，用于描述建筑用夹芯板内任意点相对固定点O的位置矢量为式中，r＝r(xα)，r是从O到参考面上点xα的位置矢量；建筑用夹芯板变形后，质点的位置矢量由变为式中：R＝R(xα)，R表示变形参考面上点的位置矢量；Bi为变形建筑用夹芯板的正交三元基；wi为单胞的翘曲函数，Bi与bi的关系为Bi＝CbBbi，CbB为从bi到Bi的旋转矢量，当建筑用夹芯板未发生变形时，Bi＝bi；每个单胞，yα和xα描述的空间变量存在明显的尺度分离，wi为yα的周期函数，即：翘曲的引入需六个约束以保证唯一性，若翘曲对单胞刚体位移无贡献，可得到前三个约束为:<wi>＝0(6)另三个约束通过定义Bi得到，其中两个约束通过定义B3垂直于变形板参考面得到，最后一个约束通过Bα绕B3旋转得到:B1R，2＝B2R，1(7)变形建筑用夹芯板应变εαβ、καβ可使用R、Bi定义为:R,α＝Bα+εαβBβ,Bi,α＝(-καβBβ×B3+κα3B3)×Bi(8)基于旋转张量分解概念，小旋转应变分量可表示为Γij，式中：δij为克罗内克尔符号，Fij为变形梯度张量的混合基分量:Fij＝Bi·Gkgk·bj(10)式中：gi为变形前的协变基矢量，建筑用夹芯板变形前gi＝gi＝bi；Gi是变形后的三维逆变基矢量：考虑大变形小应变的几何非线性问题，忽略翘曲和广义应变的乘积项，得到：式中：二维应变量和曲率可分别定义为：R,α＝Bα+εαβBβ，Bi,α＝(-καβBβ+κα3B3)×Bi式(12)的三维应变可表示为如下矩阵形式：式中：表示单胞的二维应变，w＝[w1w2w3]T，w表示单胞的翘曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟轶峰，罗丹，彭啸，邓兵，刘一钉，王鹏，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50