高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及冷彎鋼結(jié)構(gòu)型材的技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管。
【背景技術(shù)】
[0002]方矩管是一種中空的長(zhǎng)條鋼材，又稱扁管、扁方矩管或方扁管。在抗彎、抗扭強(qiáng)度相同時(shí)，重量較輕，所以廣泛用于制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)中的小尺寸的矩形管一般分為熱乳無(wú)縫方矩管、冷拔無(wú)縫方矩管、擠壓無(wú)縫方矩管、焊接方矩管，方矩管的截面形狀一般就是常規(guī)的正方形、長(zhǎng)方形，近年來(lái)也出現(xiàn)了一些其它截面形狀的方矩管，但是其慣性矩并沒有很大的提升，在一些用于制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)的領(lǐng)域鋼材的使用量并不能大幅度的降低，對(duì)于降低機(jī)械零件和工程項(xiàng)目自重、提升強(qiáng)度來(lái)說(shuō)并沒有太大的改善。
[0003]另外現(xiàn)有的方矩管之間的連接和固定還是通過(guò)焊接來(lái)解決，由于焊接自身的工藝特點(diǎn)是連接速度慢，焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性差，受焊接操作員工影響因素較大，一般人也難于操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了提升解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管，包括鋼板折彎合圍成截面呈多邊形的多個(gè)管側(cè)面，其特征是:所述的每個(gè)管側(cè)面上至少設(shè)有一個(gè)折彎成型的凹陷的槽口，在每個(gè)槽口內(nèi)部設(shè)有與槽口方向相同并寬度大于槽口的折彎成型的內(nèi)部滑道；
所述的槽口包括與方矩管側(cè)面連接的兩側(cè)面，所述的內(nèi)部滑道包括連接在一起的兩個(gè)側(cè)面、一個(gè)底面、以及兩個(gè)與槽口的兩側(cè)面分別連接的上面，
所述的內(nèi)部滑道的底面為冷彎波紋板形狀。
[0006]所述的波紋的波動(dòng)方向與方矩管的長(zhǎng)度方向相同，或者所述的波紋的波動(dòng)方向與方矩管的長(zhǎng)度方向垂直。
[0007]所述的槽口的兩側(cè)面與方矩管的側(cè)面垂直連接，所述的內(nèi)部滑道的兩個(gè)上面分別與槽口的兩側(cè)面垂直連接，內(nèi)部滑道為方形。
[0008]所述的波紋的橫截面為方形波、或者為三角形波、或者為曲線形波。
[0009]所述的方矩管的多個(gè)管側(cè)面為中至少有一個(gè)側(cè)面設(shè)有鋼板的連接焊縫。
[0010]所述的方矩管的多個(gè)管側(cè)面為中至少有兩個(gè)相鄰側(cè)面之間過(guò)渡連接處為連接焊縫。
[0011]其截面形狀為四邊形，或者為五邊形，或者為六邊形，或者為七邊形。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)效果是:
該高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管，其側(cè)面上設(shè)有折彎成型的一個(gè)凹陷的槽口，在槽口內(nèi)部設(shè)有與槽口方向相同并寬度大于槽口的折彎成型的內(nèi)部滑道，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠大幅的提升該慣性矩，從而提升該方矩管的抗彎、抗扭強(qiáng)度。
[0013]另外該結(jié)構(gòu)形式的方矩管之間的連接可以采用專用連接件通過(guò)螺栓連接，使連接質(zhì)量的穩(wěn)定性提升，連接結(jié)構(gòu)形式多樣，靈活性強(qiáng)，大幅度的降低連接過(guò)程的操作難度。
[0014]在該方矩管的內(nèi)部滑道的底部為波紋板形狀，能夠進(jìn)一步的提升該方矩管的強(qiáng)度，同時(shí)該波紋板還能提升方矩管之間連接時(shí)候的摩擦力。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為該高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管的截面結(jié)構(gòu)示意圖之一；
圖2為圖1的A-A剖面，
圖3為圖1的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖1的A-A剖面之二 ；
圖5為圖1的A-A剖面之三；
圖6為該高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管的截面結(jié)構(gòu)示意圖之二；
圖7為該高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管的截面結(jié)構(gòu)示意圖之三；
圖8為計(jì)算分析用的尺寸關(guān)系示意圖；
圖9無(wú)波腹板方矩管網(wǎng)格剖分示意圖；
圖10無(wú)波腹板方矩管等效應(yīng)力結(jié)果示意圖；
圖11為有波腹板方矩管網(wǎng)格剖分示意圖；
圖12為圖11中有波腹板方矩管上加載lOOONmm時(shí)應(yīng)力圖；
圖13為圖11中有波腹板方矩管上加載2000Nmm時(shí)應(yīng)力圖；
圖中1.方矩管側(cè)面、2.槽口、3.內(nèi)部滑道、2-1.槽口的側(cè)面、3-1.內(nèi)部滑道的上面、3-2.內(nèi)部滑道的側(cè)面、3-3.內(nèi)部滑道的底面、4.焊縫。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例一:參見圖1-3，一種高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管，包括鋼板折彎合圍成截面呈多邊形的多個(gè)管側(cè)面，其特征是:所述的每個(gè)管側(cè)面上至少設(shè)有一個(gè)折彎成型的凹陷的槽口，在每個(gè)槽口內(nèi)部設(shè)有與槽口方向相同并寬度大于槽口的折彎成型的內(nèi)部滑道；
所述的槽口包括與方矩管側(cè)面連接的兩側(cè)面，所述的內(nèi)部滑道包括連接在一起的兩個(gè)側(cè)面、一個(gè)底面、以及兩個(gè)與槽口的兩側(cè)面分別連接的上面，
所述的內(nèi)部滑道的底面為冷彎波紋板形狀。
[0017]所述的波紋的波動(dòng)方向與方矩管的長(zhǎng)度方向相同
所述的槽口的兩側(cè)面與方矩管的側(cè)面垂直連接，所述的內(nèi)部滑道的兩個(gè)上面分別與槽口的兩側(cè)面垂直連接，內(nèi)部滑道為方形。
[0018]所述的波紋的橫截面為方形波。
[0019]所述的方矩管的四個(gè)側(cè)面為中至少有一個(gè)側(cè)面設(shè)有鋼板的連接焊縫。
[0020]實(shí)施例二:參見圖4，實(shí)施例二與實(shí)施例一基本相同，相同之處不重述，不同之處為實(shí)施例二中的所述的波紋的橫截面為三角形波。
[0021]實(shí)施例三:參見圖5，實(shí)施例三與實(shí)施例一基本相同，相同之處不重述，不同之處為實(shí)施例三中的所述的波紋的橫截面為曲線形波。
[0022]為了增加更多的實(shí)施例，上述實(shí)施例一到三中的有兩個(gè)相對(duì)的方矩管側(cè)面上設(shè)有折彎成型的兩個(gè)凹陷的槽口，可以形成更多的實(shí)施例。
[0023]在實(shí)施例一和三的基礎(chǔ)上，調(diào)整其焊縫的位置，如調(diào)整成所述的方矩管的四個(gè)側(cè)面為中至少有一個(gè)側(cè)面設(shè)有鋼板的連接焊縫，可形成新的實(shí)施例。
[0024]在實(shí)施例一和三的基礎(chǔ)上，調(diào)整所述的波紋的波動(dòng)方向與方矩管的長(zhǎng)度方向垂直，可以形成新的實(shí)施例。
[0025]在實(shí)施例一和三的基礎(chǔ)上，該方矩管的截面形狀也可以為五邊形、六邊形、以及七邊形等，如圖6、圖7所示，在此不一一列舉。
[0026]在本發(fā)明的構(gòu)思的指引下，對(duì)槽口形狀的改變，以及對(duì)滑動(dòng)形狀的改變，只要其目的與本發(fā)明的目的一致，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，在此不一一贅述。
[0027]為了驗(yàn)證本發(fā)明中方矩管的慣性矩的大幅度提升，發(fā)明人對(duì)本發(fā)明的方矩管進(jìn)行了如下的計(jì)算和分析:
按照?qǐng)D 8，截面尺寸(單位 mm) H=180 B=180 Hl=80 H2=20 Bl=15 B2=5 D=1 長(zhǎng)度取1000mm
有限元計(jì)算單元選solid65單元，網(wǎng)格按四面體網(wǎng)格劃分；約束一端固定約束，一端施加彎矩lOOONmm
首先對(duì)無(wú)波腹版方矩管網(wǎng)格進(jìn)行剖分，如圖9所示，加載后圖10顯示為無(wú)波腹版方矩管等效應(yīng)力結(jié)果，
然后對(duì)方矩管波腹長(zhǎng)度取10mm，深度取5mm，其他條件不變，進(jìn)行網(wǎng)格剖分，如圖11所示，加載lOOONmm時(shí)應(yīng)力如圖12所示，加載2000Nmm時(shí)應(yīng)力如圖13所示。
[0028]根據(jù)對(duì)比可知，方矩管同尺寸下添加相應(yīng)波腹后比沒有波腹的情況下，最大值縮減了一半左右，可知波腹方矩管要比常規(guī)方矩管的抗彎性能提高一倍以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管，包括鋼板折彎合圍成截面呈多邊形的多個(gè)管側(cè)面，其特征是:所述的每個(gè)管側(cè)面上至少設(shè)有一個(gè)折彎成型的凹陷的槽口，在每個(gè)槽口內(nèi)部設(shè)有與槽口方向相同并寬度大于槽口的折彎成型的內(nèi)部滑道； 所述的槽口包括與方矩管側(cè)面連接的兩側(cè)面，所述的內(nèi)部滑道包括連接在一起的兩個(gè)側(cè)面、一個(gè)底面、以及兩個(gè)與槽口的兩側(cè)面分別連接的上面， 所述的內(nèi)部滑道的底面為冷彎波紋板形狀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管，其特征是:所述的波紋的波動(dòng)方向與方矩管的長(zhǎng)度方向相同，或者所述的波紋的波動(dòng)方向與方矩管的長(zhǎng)度方向垂直。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管，其特征是:所述的槽口的兩側(cè)面與方矩管的側(cè)面垂直連接，所述的內(nèi)部滑道的兩個(gè)上面分別與槽口的兩側(cè)面垂直連接，內(nèi)部滑道為方形。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管，其特征是:所述的波紋的橫截面為方形波、或者為三角形波、或者為曲線形波。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管，其特征是:所述的方矩管的多個(gè)管側(cè)面為中至少有一個(gè)側(cè)面設(shè)有鋼板的連接焊縫。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管，其特征是:所述的方矩管的多個(gè)管側(cè)面為中至少有兩個(gè)相鄰側(cè)面之間過(guò)渡連接處為連接焊縫。7.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管，其特征是:其截面形狀為四邊形，或者為五邊形，或者為六邊形，或者為七邊形。
【專利摘要】一種高強(qiáng)度凹凸槽波腹方矩管，包括鋼板折彎合圍成截面呈多邊形的多個(gè)管側(cè)面，其特征是：所述的每個(gè)管側(cè)面上至少設(shè)有一個(gè)折彎成型的凹陷的槽口，在每個(gè)槽口內(nèi)部設(shè)有與槽口方向相同并寬度大于槽口的折彎成型的內(nèi)部滑道；所述的槽口包括與方矩管側(cè)面連接的兩側(cè)面，所述的內(nèi)部滑道包括連接在一起的兩個(gè)側(cè)面、一個(gè)底面、以及兩個(gè)與槽口的兩側(cè)面分別連接的上面，所述的內(nèi)部滑道的底面為冷彎波紋板形狀。
【IPC分類】F16S3/00
【公開號(hào)】CN105351733
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510931803
【發(fā)明人】魏群
【申請(qǐng)人】河南奧斯派克科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日