基于Workbench的聚氨酯泡沫塑料低温内绝热单元结构优化设计

作     者：王翰林 刘清念 周翔 姜帅 WANG Han-lin, LIU Qing-nian, THOU Xiang, JIANG Shuai

作者机构：航天材料及工艺研究所数字化制造技术研究中心北京100076 

出 版 物：《塑料工业》 (China Plastics Industry)

年 卷 期：2018年第46卷第10期

页      面：123-126,139页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：聚氨酯泡沫 绝热单元 有限元 夹层几何结构 

摘      要：选取典型的多层软硬泡耦合内绝热单元结构作为研究对象,基于Workbench软件,采用有限元方法计算单元内部服役过程中的应力和位移形变,并对结构进行优化。结果表明,在相同尺度下,传统工艺中采用的方形夹层结构四角位置易形成应力集中,局部最大应力超过1. 6 MPa;而改为圆形夹层外缘则无明显的应力集中区。圆形夹层直径增大,最大应力值上升,直径大于250 mm时变化显著;夹层厚度的增大,最大应力值降低。夹层型式对最大形变量影响不明显。当采用圆形夹层结构型式,直径为250 mm、厚度为10 mm时,最大应力值约为0. 85 MPa,绝热单元的安全系数大致上升至1. 2。相较于传统工艺,增加了单元寿命,并尽可能减小了柔性泡沫填充对绝热及单元刚度的影响,可认为是一种理想结构。该模拟计算方法对聚氨酯泡沫塑料绝热产品工艺设计具有一定的参考意义。