[發(fā)明專利]波浪腹板鋼拱的一種計(jì)算機(jī)輔助成型方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910082899.5
• 申請日: 2009-04-24
• 公開（公告）號: CN101526810A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭彥林;王小安;竇超;田廣宇;王永海
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
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1.波浪腹板鋼拱的一種計(jì)算機(jī)輔助成型方法，其特征在于，所述方法是在一個由計(jì)算機(jī)、下料機(jī)、均勻的波浪腹板輥軋機(jī)、上下非均勻的波浪腹板輥軋機(jī)以及焊接機(jī)組成的波浪腹板鋼拱計(jì)算機(jī)輔助成型系統(tǒng)中按以下步驟實(shí)現(xiàn)的：

步驟(1)：在所述計(jì)算機(jī)中設(shè)定以下五個控制模塊，其中：

第一控制模塊為下料模塊，控制平腹板和上、下翼緣平板的下料，輸入以下設(shè)計(jì)參數(shù)：

1)鋼拱的波浪腹板包含的波浪個數(shù)n，為設(shè)定值；

2)鋼拱的波浪腹板的每個波浪的波長l，以鋼拱的波浪腹板中軸線計(jì)，為設(shè)定值；

3)鋼拱的波浪腹板設(shè)計(jì)弧長L，以鋼拱的波浪腹板中軸線計(jì)，L＝nl；

4)鋼拱的波浪腹板高度h₀，為設(shè)定值；

5)鋼拱的波浪腹板設(shè)計(jì)曲率半徑R，以鋼拱的波浪腹板中軸線計(jì)，為設(shè)定值；

6)鋼拱的波浪腹板下料長度s，其中y表示沿鋼拱的波浪腹板側(cè)面方向，x表示沿鋼拱的波浪腹板長度方向，f為均勻的波浪腹板的波幅高度，為設(shè)定值；

7)鋼拱的波浪腹板靠近上翼緣一側(cè)邊緣的波幅高度f_t與均勻的波浪腹板波幅高度f的比值的極限值α，為設(shè)定值；

8)均勻的波浪腹板的波浪的最小波幅高度為f_min，于是均勻的波浪腹板的波浪的波幅高度f需要滿足f＞f_min，f_min可通過下式確定：

∫0lmin1+[d(fminsin(2πx/lmin))dx]2dx=s/n]]>

lmin=ltmaxRR+h0/2]]>

∫0ltmax1+[d(ftminsin(2πx/ltmin))dt]2dx=s/n]]>

????????????????f_t?min＝αf

式中，l_min為均勻的波浪腹板的波浪的最小波長，l_tmax為鋼拱的波浪腹板靠近上翼緣一側(cè)邊緣波長的最大值，f_tmin為鋼拱的波浪腹板的上波幅高度的最小值；

9)所述鋼拱的上翼緣板長度L_ft，

10)所述鋼拱的下翼緣板長度L_fd，

11)所述鋼拱的上、下翼緣板的寬度b，為設(shè)定值；

第二控制模塊，為翼緣板冷彎成型模塊，控制上、下翼緣平板冷彎成所述鋼拱的上、下翼緣板；

第三控制模塊，為均勻的波浪腹板輥軋模塊，控制平腹板軋制成均勻的波浪腹板；

第四控制模塊，為上下非均勻的波浪腹板輥軋模塊，控制均勻的波浪腹板軋制成上下非均勻的波浪腹板，輸入以下參數(shù)：

所述上下非均勻的波浪腹板在靠近下翼緣一側(cè)的加深壓痕區(qū)域邊緣的波長l_d，ld=R-h0/2Rl;]]>

所述上下非均勻的波浪腹板在靠近下翼緣一側(cè)加深壓痕區(qū)域邊緣的波幅設(shè)計(jì)高度f_d，按照下述公式計(jì)算：

∫0ld1+[d(fdsin(2πx/ld))dx]2dx=s/n]]>

第五控制模塊，為焊接模塊，用以焊接所述上下非均勻的波浪腹板與所述鋼拱的上、下翼緣板；

步驟(2)：第一控制模塊為下料模塊，控制平腹板和上、下翼緣平板的下料，其步驟如下：

步驟(2.1)：所述計(jì)算機(jī)向下料機(jī)輸入三組數(shù)據(jù)，分別為：s和h₀；L_ft和b；L_fd和b；

步驟(2.2)：下料機(jī)根據(jù)三組數(shù)據(jù)，下料形成三塊板條：以s和h₀作為下料的長度與寬度，輸出給下料機(jī)，可以獲得一長條平腹板；以L_ft和b作為下料的長度與寬度，可以獲得上翼緣平板；以L_fd和b作為下料的長度與寬度，可以獲得下翼緣平板；

步驟(3)：第二控制模塊控制所述上、下翼緣平板冷彎成拱形板，其步驟如下：

步驟(3.1)：所述計(jì)算機(jī)調(diào)取下述參數(shù)傳送入冷彎機(jī)：鋼拱的波浪腹板設(shè)計(jì)曲率半徑R，以鋼拱的波浪腹板中軸線計(jì)，鋼拱的波浪腹板高度h₀；

步驟(3.2)：所述冷彎機(jī)根據(jù)輸入?yún)?shù)，將所述鋼拱的上翼緣平板彎曲成曲率半徑為R+h₀/2的拱形板，將所述鋼拱的下翼緣平板彎曲成曲率半徑為R-h₀/2的拱形板，形成所述鋼拱的上、下翼緣板；

步驟(4)：第三控制模塊控制所述均勻的波浪腹板輥軋機(jī)軋制均勻的波浪腹板，其步驟如下：

步驟(4.1)：所述計(jì)算機(jī)調(diào)取下述參數(shù)傳送入所述均勻的波浪腹板輥軋機(jī)：鋼拱的波浪腹板包含的波浪個數(shù)n，均勻的波浪腹板的波幅高度f；

步驟(4.2)：平腹板通過所述均勻的波浪腹板輥軋機(jī)進(jìn)行輥軋，根據(jù)輸入?yún)?shù)，以波幅高度為控制參量，一次輥軋形成均勻的波浪腹板，其包含n個波浪，每個波浪的波幅高度為f；

步驟(5)：第四控制模塊控制非均勻的波浪腹板輥軋機(jī)將所述均勻的波浪腹板軋制成上下非均勻的波浪腹板，其具體步驟如下：

步驟(5.1)：所述計(jì)算機(jī)調(diào)取下述參數(shù)傳送到所述上下非均勻的波浪腹板輥軋機(jī)：鋼拱的波浪腹板包含的波浪個數(shù)n，鋼拱的波浪腹板靠近下翼緣一側(cè)的波幅設(shè)計(jì)高度f_d；

步驟(5.2)：將均勻的波浪腹板通過所述上下非均勻的波浪腹板輥軋機(jī)，以靠近下翼緣一側(cè)的邊緣的波幅高度為控制參量，加深靠近下翼緣一側(cè)的波浪壓痕，使靠近下翼緣一側(cè)的邊緣的波幅高度達(dá)到f_d，而靠近上翼緣一側(cè)的波浪壓痕自動被拉伸，便形成上下非均勻的波浪腹板；

步驟(6)：第五控制模塊控制所述上下非均勻的波浪腹板與所述上、下翼緣板焊接形成所述波浪腹板鋼拱，其步驟如下：

步驟(6.1)：按照成型位形對準(zhǔn)所述上、下翼緣板與所述上下非均勻的波浪腹板；

步驟(6.2)：自動焊接機(jī)沿著所述上、下翼緣板與所述上下非均勻的波浪腹板接觸部位進(jìn)行一次掃描，確定焊接路徑；

步驟(6.3)：自動焊接機(jī)沿著步驟(6.2)中確定的焊接路徑進(jìn)行焊接，可連接所述上、下翼緣板和所述上下非均勻的波浪腹板，最終形成波浪腹板鋼拱。