薄板件结构设计准则(2)(十八)

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1、6结构设计设计领域综述      《机械设计》1999年1月№1薄板件结构设计准则(2)X(十八)杨文彬(南京化工大学 南京 210009)(续第12期)在这个区域以外。既可以将整个槽孔远离弯曲棱边,也可以让槽孔横跨整个弯曲棱边(见图3和图1 引言4)。  在薄板件结构设计准则(1)一文中,作者提出了七条薄板件的结构设计准则:简单形状准则,节省原料准则,足够强度刚度准则,可靠冲裁准则,(a)不合理结构    (b)改进结构避免粘刀准则,弯曲棱边垂直切割面准则,平缓弯图3曲准则。本文在上文的基础上再推荐七条薄板件的结构设计准则。2 结构设计准则(a)不合理结构 

2、   (b)改进结构图42.1 避免小圆形卷边准则2.3 复杂结构组合制造准则  薄板构件的棱边常用卷边结构,这有多项好  空间结构过于复杂的构件,完全靠弯曲成形处。(1)加强了刚度;(2)避免了锋利的棱边;(3)美比较困难。因此尽量将结构设计得简单一些,在非观。但卷边应注意两点,一是半径应大于115倍的复杂不可的情况下,可用组合构件,即将多个简单板厚;二是不要完全的圆形,这样加工起来困难,的薄板构件用焊接,螺栓连接等方式组合在一起。图1b和图2b所示的卷边比各自a所示的卷边易图5是一个纯弯曲成形的结构。图6是对应于图加工。5的改进结构。后者比前者加工容易。图

3、7b的结构比其图7a的结构易加工。(a)不合理结构    (b)改进结构图1(a)不合理结构    (b)改进结构图2图52.2 槽边不弯曲准则2.4 避免直线贯通准则  弯曲棱边和槽孔棱边要相距一定的距离,推  薄板结构有横向弯曲刚度较差的缺点。大平荐值是弯曲半径加上2倍的壁厚。弯曲区受力状板结构易屈曲失稳。进一步还会弯曲断裂。通常态复杂,且强度较低。有缺口效应的槽孔也应排除用压槽来提高其刚度。压槽的排列方式对提高刚X1997211218收到稿件。©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsre

4、served.《机械设计》1999年1月№1设计领域综述             结构设计7度的效果影响很大,压槽排列基本原则是避免无槽连通,其部分终点将消灭。图11是一个卡车上压槽区域直线贯通。贯通的低刚度窄带易成为整的电瓶箱,它受动载作用,图11a结构在压槽端都个板面屈曲失稳的惯性轴。失稳总要围绕一个惯产生了疲劳破坏。而图11b结构就不存在这一问性轴,因此,压槽的排列要切断这种惯性轴,使它题。陡峭的压槽端面应避免(见图12),可能的情越短越好。图8a所示的结构,无压槽区域形成多况下压槽延至边界(见图13)。压槽的贯通消除了条贯通的窄条。围绕这些轴,整个板的

5、弯曲刚度没薄弱的端部。但压槽的交汇处要有足够大的空间,有改进。图8b所示结构没有潜在的连通失稳惯性使得各压槽之间的相互影响减少(见图14)。轴,图9列出了常见的压槽形状和排列方式,从左到右刚度增强效果逐渐加大,不规则排列是避免直线贯通的有效方法(见图10)。(a)不合理结构    (b)改进结构图10(a)不合理结构    (b)改进结构图11图6(a)不合理结构    (b)改进结构(a)不合理结构    (b)改进结构图12图7(a)不合理结构    (b)改进结构图13(a)不合理结构    (b)改进结构图8(a)不合理结构    (b)改进结构图14

6、2.6 空间压槽准则  空间结构的失稳不只限于某一方面,因此,只在一个平面上设置压槽不能达到提高整个结构抗失稳能力的效果。例如图15和图16所示的U型和Z型结构,它们的失稳会发生在棱边附近。解决这个问题的方法是将压槽设计成空间的(见图图915b、16b结构。)2.5 压槽连通排列准则2.7 局部松驰准则  压槽的终点疲劳强度低是薄弱环节,如果压  薄板上局部变形受到严重阻碍时会出现皱©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.8结构设计设计领域综述      《机械设计》1999

7、年1月№1b折。解决的办法是在皱折附近设置几个小的压槽,3Roghitz.FertigungsgerechtesGestalten,Stuutgart,Ger2many,1967这样减低局部刚度,减少变形阻碍(见图17)。4Tempelhof.FertigungsgerechtesGestaltenVonMaschinene2lementen,Berlin,19825Bode.K.Konstruktions2Atlas,Darmstadt,Germany,1996(a)不合理结构  (b)改进结构6Grüning.Umformtechnik,Vieweg,Br

8、auschweige,Ger2图15m

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