[发明专利]一种球形高筋壁板模压失稳临界下压高度测定方法

权利要求书

1.一种球形高筋壁板模压失稳临界下压高度测定方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100，根据球形高筋壁板的外形，确定球形高筋壁板平板展开料选用圆板结构或者正多边形结构，相应的壁板蒙皮平板展开料选用圆板结构或者正多边形结构，采用高筋壁板凸缘部分蒙皮变形的实际压应力σ_θ(h)和失稳临界压应力σ_cr(h)_蒙皮的表达式，令σ_cr(h)_蒙皮＝σ_θ(h)，获得壁板蒙皮临界下压高度h，将h代回σ_cr(h)，获得壁板蒙皮失稳临界压应力σ_cr(h)_蒙皮；

S200，采用球形高筋壁板凸缘部分局部筋条失稳临界载荷P_cr和产生临界应变所需的外力P的表达式，令P_cr＝P，获得局部筋条失稳临界应变值ε_cr，将失稳临界应变值ε_cr代回局部筋条失稳临界载荷P_cr解析式，获得局部筋条失稳临界载荷P_cr，再结合筋条截面积，得出局部筋条失稳临界压应力σ_cr(h)_筋条；

S300，将高筋壁板实际压应力与壁板凸缘处局部蒙皮失稳临界压应力σ_cr(h)_蒙皮和局部筋条失稳临界压应力σ_cr(h)_筋条进行比较，确定高筋壁板失稳临界压应力，进而测得失稳临界下压高度。

2.根据权利要求1所述的球形高筋壁板模压失稳临界下压高度测定方法，其特征在于，步骤S100中，所述壁板蒙皮失稳临界应力σ_cr(h)_蒙皮的表达式为：

其中，D为塑性模量，γ为蒙皮厚度t与模具圆周半径r_d之比，即γ＝t/r_d；k为弯曲刚度系数，取1.5；β为高筋壁板边缘实时径向尺寸R_t与模具圆周半径r_d之比，即β＝R_t/r_d，壁板边缘实时径向尺寸R_t随下压高度h变化，可以根据高筋壁板板料变形的体积不变原理推导得到。

3.根据权利要求2所述的球形高筋壁板模压失稳临界下压高度测定方法，其特征在于，步骤S100中，球形高筋壁板平板展开料选用正多边形结构时，高筋壁板凸缘部分实际压应力的表达式为：

其中，ξ为一与罗德参数有关的常数，此处取为1.1，σ_i为等效应力，m为剪应力系数，用来量化形状不规则对剪应力的影响，y为凸缘区域径向坐标，变化区间为[b_i,b_o]，b_i、b_o为凸缘区域的内外边缘的坐标，分别与模具圆周半径r_d和壁板边缘实时径向尺寸R_t有关，α为多边形轮廓各边对应的圆心角。

4.根据权利要求2所述的球形高筋壁板模压失稳临界下压高度测定方法，其特征在于，步骤S100中，球形高筋壁板平板展开料选用圆板结构时，高筋壁板凸缘部分实际压应力的表达式为：

其中，r为径向坐标，变化区间为[r_d,R_t]。

5.根据权利要求1所述的球形高筋壁板模压失稳临界下压高度测定方法，其特征在于，步骤S200中，局部筋条失稳临界载荷P_cr的表达式为：

其中，K为材料的强度系数，n为材料的硬化指数，ε为周向应变量，I为筋条截面惯性矩，l为筋条长度。

6.根据权利要求5所述的球形高筋壁板模压失稳临界下压高度测定方法，其特征在于，步骤S200中，临界应变所需的外力P的表达式为：

P＝KεⁿS           (7)

其中S为筋条截面积。