[發明專利]一種索穹頂結構的支座節點及加工方法

在審

• 申請號: 202110173744.3
• 申請日: 2021-02-06
• 公開（公告）號: CN113033037A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 朱黎明;杜文風;王輝;董石麟;趙艷男;王英奇
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;E04B1/38;G06F119/14
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 段朝磊

1.一種索穹頂結構的支座節點加工方法，其特征在于，包括：

S1、使用三維機械設計軟件對原始節點模型進行建模并獲得第一文件，其中，原始節點模型包括支座本體、底板以及耳板，所述支座本體為圓柱形，所述底板與所述支座本體的底端相連接，所述耳板垂直于所述支座本體的外圓柱面，所述耳板上設有圓孔；

S2、將第一文件導入有限元分析軟件中進行拓撲優化，首先建立材料屬性并賦予參數數值，對邊界條件進行設置，設置支座底板為固定約束，每個耳板圓孔面作用500kN的集中力，方向沿著耳板上邊緣線方向；然后設置優化區域體積保存13%進行拓撲優化，最后將拓撲優化結果進行刻面修復與合并，得到具有拓撲優化結果的第二文件；

S3、將第二文件導入到即時仿真軟件中對優化結果進行快速光順化處理，獲得具有最終節點模型的第三文件；

S4、根據第三文件，使用消失模制作節點的外部輪廓，而空心腔體和螺紋孔則另外用木模制成型芯，完成型芯后，填平節點模型中的孔特征，得到節點模型的整體泡沫模型；

S5、將沒有空腔的泡沫模型涂刷醇基涂料，填入有機酯水玻璃砂造砂型；

S6、砂型振動緊實并硬化完全后，將砂型中的泡沫模型破壞氣化形成空腔，再將木模制作的型芯下入，涂刷涂料后合箱澆注；

S7、開箱后的鑄件再經熱處理，探傷及尺寸測量。

2.根據權利要求1所述索穹頂結構的支座節點加工方法，其特征在于：S1中，三維機械設計軟件為SolidWorks軟件。

3.根據權利要求2所述索穹頂結構的支座節點加工方法，其特征在于：S1中，所述耳板設有三個，其中，處于兩側的兩個耳板固定連接于所述支座本體的上部并高度相同；處于中間的耳板連接于所述支座本體的下部，傾斜向下并與兩側的耳板傾斜方向相反。

4.根據權利要求3所述索穹頂結構的支座節點加工方法，其特征在于：所述支座本體直徑為720mm，高度為1000mm，所述底板為1000×1000×10mm的正方形鋼板。

5.根據權利要求2所述索穹頂結構的支座節點加工方法，其特征在于：S2中，有限元分析軟件為ANSYS Workbench 2020R2軟件，賦予的參數數值是：彈性模量為210000MPa，泊松比為0.3，密度為7850kg/mm³。

6.根據權利要求5所述索穹頂結構的支座節點加工方法，其特征在于：S3中，即時仿真軟件為ANSYS Discovery Live軟件。

7.根據權利要求1所述索穹頂結構的支座節點加工方法，其特征在于：所述醇基涂料涂刷厚度大于2mm。

8.一種根據權利要求1至7任一所述加工方法的索穹頂結構的支座節點，其特征在于：包括支座本體、底板以及多個耳板，所述支座本體包括前叉和背弓；所述前叉的下部為主干部，上部形成兩個分叉部；所述主干部的下端與所述底板固定連接；多個耳板分別連接在分叉部前側和主干部前側；所述背弓一端分叉并分別與兩個分叉部后側固定連接，另一端傾斜向下與所述底板固定連接。

9.根據權利要求8所述索穹頂結構的支座節點，其特征在于：所述背弓的中部與所述主干部的上端之間連接有支撐柱。

10.根據權利要求9所述索穹頂結構的支座節點，其特征在于：所述耳板設有三個。