蝴蝶结膜面的力学性能试验与仿真分析

摘要

为了研究蝴蝶结在不同荷载下膜面产生的力学响应及分布发展规律,首先设计了包含蒙皮结构的蝴蝶结试件的力学响应试验,研究试件处于双向张拉荷载下,在蝴蝶结拉环处施加不同面内拉力时产生的变形、应力与应变响应。然后利用有限元仿真软件建立蝴蝶结有限元模型,针对试验过程设计精细化数值模拟方案,得到试验工况下蒙皮材料的变形特征。最后提出一种试验与数值仿真结果定量对比的方法,降低了对比难度且提高了准确性。研究表明,对比结果的误差在10%以内,验证了数值模拟方案的正确性和试验数据的有效性,对蝴蝶结的力学设计研究有指导借鉴的作用。