双曲铝单板加工原理从数学的角度看,其钣金成形是一个多重非线性问题,主要包括几何非线性(大位移、大转动或大变形)、材料非线性(弹、塑性)、边界非线性(摩擦)三个方面。有限元法的基本思路就是将连续的空间求解区域离散为一组组单元,然后将这些单元按照壹定的方式重新组合在一起,从而近似模拟整个求解域的变化情况。
双曲铝单板厂家采用数值积分方法,常用的数值积分方法有两种:动态-显式和静态-隐式。在动态-显式算法中,优点是对离散方程的时间积分不需要求解任何方程,因此容易编程而且稳健性好;缺点是条件稳定性差,如果时间步长超过了一个临界值,计算结果将会增至无穷大。目前动态-显式算法中应用较广泛的是中心差分法。静态-隐式算法考虑一个普遍的时间积分器,因此稳定性好,但是却存在不收敛的可能。在数值模拟过程中,成形过程一般采用动态-显式方法,双曲铝单板铝皮回弹计算则采用静态-隐式方法,这样就能够大限度地发挥出这两种算法的效率。通过这一技术攻关,把双曲铝单板价格从1500元/平方降低到450-800元/平方的可接受区间范围,为降低现代双曲建筑的建造成本作了突出贡献,为亮丽华夏增光添彩。
在双曲铝单板生产中,当壳体的厚度与中面的曲率之比小于1/20时,即认为是薄板壳。物理上的可靠性是选择壳单元的基本要求,退化壳单元是可靠的一种单元,其表达公式是直接将连续体力学中的三维方程离散化,采用有独立转角和位移自由度的参数,将三维应力应变状态简化,以适应壳的特性,从而避免了复杂的一般壳理论,通常用来求解薄板和中厚板的问题。