菱形拉伸扩张金属网板结构设计

　　做设备防护和建筑围护结构设计的时候，经常会用到这类扩张成型的金属网板，很多刚入行的工程师容易把它和冲孔网混淆，实际上两者的成型逻辑、力学性能、适用场景差别非常大。冲孔网是在整板上通过冲裁去除多余材料形成网孔，材料利用率低，网孔连接处的截面因为冲裁断裂存在应力集中的问题，而这类膨胀金属网是通过对金属薄板进行切缝后单向拉伸扩张成型，全程没有材料去除，原材料利用率接近百分之百，拉伸过程中材料发生冷作硬化，网筋的强度反而比原板材更高，同等承重和防护要求下，整体重量比冲孔网轻百分之四十以上，成本优势非常明显。

　　从结构设计的角度看，这类网板的核心参数首先是网孔的菱形构型，常规设计里菱形网孔的长轴方向和拉伸方向保持一致，短轴方向垂直于拉伸方向，网筋的截面因为拉伸过程中的塑性变形，会形成自然的过渡圆角，没有尖锐的冲裁毛边，不需要额外做去毛刺处理，安装和使用过程中不会划伤操作人员。网板的整体平整度控制是设计难点，拉伸过程中如果进料张力不均匀，很容易出现网面翘曲、网孔大小不均的问题，所以在建模的时候需要先确定原板材的厚度，再根据网孔的长节距、短节距计算拉伸比，也就是拉伸后的网板宽度和原切缝板材宽度的比值，常规防护用网的拉伸比控制在3到5倍之间，拉伸比过大的话网筋过细，整体刚性不足，受冲击后容易变形，拉伸比过小则材料利用率低，失去了扩张网的成本优势。

　　这类网板的应用场景非常广，设备外围的安全防护是最常见的使用场景，比如自动化生产线的防护栏、机床的防护罩、风机的通风防护网，用这种网板做防护，既可以保证足够的视觉通透性，方便操作人员观察设备内部运行状态，又能有效阻挡飞溅的切屑、高温碎屑，网孔的尺寸可以根据防护等级要求调整，防止人员肢体误入危险区域。在建筑领域，这类网板可以做外墙的装饰挂网、吊顶的吸音背板、楼梯的防滑踏步板，表面做喷塑或者镀锌处理之后，耐候性很强，户外使用十几年不会出现锈蚀问题，而且网板的通透特性不会像整板那样产生风阻，高层建筑外墙使用的时候可以大幅降低风荷载对围护结构的影响。在市政领域，高速公路的防眩网、桥梁的防抛网、厂区的隔离围栏也大量使用这类结构，重量轻，安装的时候不需要重型起重设备，两个人就可以完成大块网板的固定，后期维护更换也非常方便。

　　做三维建模的时候，不能简单用阵列切除的方式做网孔，那样做出来的模型和实际产品的结构不符，后续做有限元分析的时候结果会出现很大偏差。正确的建模思路是先绘制单组切缝的草图，通过拉伸成型的方式模拟实际生产中的扩张过程，得到单个网孔的网筋结构之后，再沿两个方向阵列得到整体网板，最后给网筋的棱边添加自然的冷变形圆角，还原实际产品的结构特征。安装边界的设计上，这类网板通常是通过压条配合自攻螺丝或者拉铆钉固定在框架上，网板的四周边缘需要预留至少20毫米的无网孔压边，防止固定位置的网筋受力变形，如果是做承重用的踏步板或者平台走道板，还需要在网板背面加焊加强筋，加强筋的间距控制在400到500毫米之间，保证人员行走的时候网板不会出现过大的挠度变形。

　　选型的时候需要注意，不同使用场景对网板的厚度和网孔尺寸要求不同，设备防护类应用一般选用1.5到2毫米厚的冷轧钢板，网孔长节距30到50毫米，短节距15到25毫米，既可以保证防护强度，又有足够的通风率；建筑装饰类应用可以选用0.8到1.2毫米厚的铝板或者不锈钢板，网孔尺寸可以做的更大，表面做氟碳喷涂处理，装饰效果更好；承重踏步类应用则需要选用3毫米以上的厚钢板，网孔的网筋宽度不小于5毫米，整体承重能力可以达到每平方米200公斤以上，满足人员通行的荷载要求。另外需要注意网板的裁剪方向，因为网板的长节距方向是拉伸方向，强度更高，安装的时候尽量让长节距方向顺着受力方向，比如做踏步板的时候让长节距沿踏步的宽度方向布置，可以大幅提升网板的承重能力，减少长期使用后的变形量。