CN103375676A - 一种新型材 - Google Patents
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Abstract
本发明了提供了一种新的型材设计方法——降低型材腹板的厚度同时提高腹板的抗屈曲能力，如将腹板做成波浪状和/或将腹板局部做成波浪状和/或在腹板起筋和/或在腹板上冲压出加强筋和/或让腹板的形状像彩钢板一样起伏和/或让腹板的局部形状像彩钢板一样起伏和/或联接上下翼板的腹板由多根腹板间隔组成/腹板两两交错成三角形使翼板和腹板成桁架状结构，这里所说的波浪状可以是各种曲线形状，两两交错成三角形的腹板可以类似槽钢、角钢、T字型钢的截面形状。
Description
所属技术领域
本发明涉及到一类型材，如工字钢、类似工字钢、槽钢、类似槽钢、各种钢轨、方管、类似方管、矩形方管、或类似矩形方管的型材等等，以及其它形心附近占型材面积一定比例的部分在受力时应力为0或接近于0或腹板上有不太小部分所受应力与翼板上最大应力相比较小的型材，特别是用于建筑行业的方管、类似方管、矩形方管、或类似矩形方管的型材等等。
技术背景
现有上述型材，尤其是建筑行业的方管、类似方管、矩形方管、或类似矩形方管的型材的腹板材料利用率不高——在受力时腹板大部分所受到的应力与最大应力相差较大，但又不能没它们，所以这些部分设计厚度比较薄，但又不能太薄，如160X70的矩形方管，160高的腹板厚4毫米，70宽的翼板厚6毫米，若改为250X70的矩形方管，将腹板厚4毫米改为1.5毫米，翼板厚6毫米改为4.1毫米，抗弯模量还有所提高，材料却省了38％，但腹板的抗屈曲能力不足。
发明内容
为了提高腹板的抗屈曲能力，为了提高工字钢、类似工字钢、槽钢、类似槽钢、各种钢轨、方管、类似方管、矩形方管、或类似矩形方管等型材的材料利用率，尤其是提高方管、类似方管、矩形方管、或类似矩形方管型材的材料利用率或提高其它各种型材的材料利用率的，本发明提供了一种新的型材设计方法——降低型材腹板的厚度同时提高腹板的抗屈曲能力，如将腹板做成波浪状和/或将腹板局部做成波浪状和/或在腹板上起筋和/或在腹板上冲压出加强筋和/或让腹板的形状像彩钢板一样起伏和/或让腹板的局部形状像彩钢板一样起伏和/或联接上下翼板的腹板由多根腹板间隔组成/腹板两两交错成三角形使翼板和腹板成桁架状结构，这里所说的波浪状可以是各种曲线形状，两两交错成三角形的腹板可以类似槽钢、角钢、T字形型钢的截面形状。
如对上述160X70的矩形方管，160高的腹板厚4毫米，70宽的翼板厚6毫米，改为250X70的矩形方管，将腹板厚4毫米改为1.5毫米，翼板厚6毫米改为4.1毫米，为了提高腹板的抗屈曲能力，可以在腹板上起筋或将腹板做成像彩钢板一样的形状，使腹板的抗屈曲能力满足要求，材料能省了38％，抗弯模量还有所提高，抗变形能力有了很大的提高。
在腹板上起筋可以一次冲压成形或多次成形，也可以对滚成形，一侧一次冲压成形时可将凹模放在型材(如方管)内，分成两体，各自成楔形，大端对小端，以方便脱模，两侧一次冲压成形时也可以将凹模放在型材(如方管)内，分成三体或四体，若分成三体，三体各自成楔形，中间无开模的那个楔形体中间对称，两对称楔面与两侧开凹模的那二个楔形体楔面接触，中间无开模的那个楔形体的大端对两侧开凹模的那二个楔形体小端，两端总尺寸一样，以方便脱模，若分成四体，中间无开模的那两个可做成楔形体，两侧与腹板对应的开凹模的那部分模具可以做成楔形体也可以不做成楔形体；若分段多次成形，放在型材内的凹模可分段也可不分段，但型材外的凸模分段使型材的腹板起筋分两次成形或多次成形，以减小设备冲压力，组成型材内凹模的两体部分中的那个不与外模靠近的楔形体在冲方管第一个腹板时可以不用避让起筋，在冲方管第二个腹板时要避让先前的起筋，所以方管两侧的腹板可以对称也可以不对称，所以这个楔形体可以通用，也可以不通用，起筋的长短可以根据需要变化，起筋距翼板的距离可以根据需要设计。
腹板上起筋用滚轮对滚成形时，方管的两个腹板可以同时滚成，也可以分两次滚成，同时滚成时，方管内可以用三个齿轮形的凹模组成一体，中间的凹模与一侧凸模对应，另一侧两个凸模与两端的两个凹模对应，该两个凹模与另一侧的那个单凹模所受合力重合为0，同时滚成时，方管内齿轮形的凹模也可以用两个或多个，根据方管的大小设计，也可以根据分多次压延成形的次数设计。
本文所说的所有型材的腹板可以是同一厚度，型材的腹板可以是同一厚度或腹板接近翼板的一侧或腹板二侧接近翼板不起筋部分厚度厚而起筋部分厚度薄，也可以是不起筋部分厚度厚而起筋部分厚度薄且不起筋部分向起筋部分厚度逐渐变薄，也可以是不起筋部分厚度厚起筋部分厚度薄且不起筋部分向起筋部分过渡的那部分厚度由不起筋部分向起筋部分逐渐变薄。
在幕墙上所用的铝方管在安装幕墙时，幕墙与铝方管联接的螺栓孔尽量打在腹板上接近翼板厚度较厚的那部分腹板上，同一个联接点可以双螺栓联接或单螺栓联接，双螺栓联接时上下错开或左右错开但螺栓孔尽量打在腹板上接近翼板厚度较厚的那部分腹板上，或至少有一个是打在腹板上接近翼板厚度较厚的那部分腹板上。
如果采用这个方法提高铝方管的受力能力，能节省铝材25％——40％，若某公司年产方管铝材一个亿，可节约铝材价值至少2500万元，若能独家生产该种方管铝材，可以很好的占领国内、国外市场。
本文所说的方管包括类似方管、矩形方管、或类似矩形方管的型材。
本文所说的型材可以是各种材料的型材，如铝合金、钢材类、塑胶类等到等。
附图说明
图1起筋距翼板的距离c可以是0或其它值，起筋不与翼板的边缘齐。
图2起筋距翼板的距离c可以是0或其它值，起筋与翼板的边缘齐。
图3起筋的两端与翼板直接联接没有过渡，起筋不与翼板的边缘齐。
图4起筋的两端与翼板直接联接没有过渡，起筋与翼板的边缘齐。
图5与图1相似，只是曲线形状不同。
图6与图2相似，只是曲线形状不同。
图7与图3相似，只是曲线形状不同。
图8与图4相似，只是曲线形状不同。
图9与图1相似，只是曲线形状不同。
图10与图2相似，只是曲线形状不同。
图11与图9相似，只是起筋的筋顶部与未起筋的腹板有过渡。
图12与图10相似，只是起筋的筋两端与未起筋的腹板有过渡。
图13与图9、图11相似，只是起的筋两两交错倾斜。
图14与图10、图12相似，只是起的筋两两交错倾斜。
图15联接上下翼板的腹板由多根腹板间隔组成，腹板两两交错成三角形让翼板和腹板成桁架状结构，翼板与腹板外沿平齐。
图16联接上下翼板的腹板由多根腹板间隔组成，腹板两两交错成三角形让翼板和腹板成桁架状结构，翼板与腹板外沿不平齐。
图17是在工字形类型材或各种钢轨的腹板上起筋。
图18是在槽形型材的腹板上起筋。
图19是把工字形类型材或各种钢轨的腹板做成像彩钢板一样起伏。
图20是把腹板不起筋部分设计厚，起筋部分薄，起筋部分的端部由不起筋部分向起筋部分过渡的那部分腹板逐渐变薄。
图21方管内的凹模分成三体。
图22方管内用三个齿轮形的凹模组成一体。
具体实施方式
图1至图20只是本由设计方法产生的一小部实例型材，本着降低型材腹板的厚度同时提高腹板的抗屈曲能力可以设计出很多型材。
其中图1和图2中的c表示不起筋部分的宽度，不起筋部分厚度与起筋部分厚度可以同样厚，或起筋部分厚度薄；图3和图4中的腹板全部起筋。
其中图5和图6中的c表示不起筋部分的宽度，不起筋部分厚度与起筋部分厚度可以同样厚，或起筋部分厚度薄；图7和图8中的腹板全部起筋。
其中图9、图10、图11、图12中的c表示不起筋部分的宽度，不起筋部分厚度与起筋部分厚度可以同样厚，或起筋部分厚度薄；图11和图12中的腹板起筋部分的端部由浅入深。
其中图13和图14中的c表示不起筋部分的宽度，不起筋部分厚度与起筋部分厚度可以同样厚，或起筋部分厚度薄。
图15和图16中的腹板起筋部分的端部由浅入深，不起筋部分厚度与起筋部分厚度可以同样厚，或不起筋部分厚度厚而起筋部分厚度薄且不起筋部分向起筋部分过渡的那部分厚度由不起筋部分向起筋部分逐渐变薄。
图17和图18中的腹板起筋部分向腹板的两个面凸起。
图19中的工字钢腹板波浪形起筋。
图20中的方管型材的腹板两侧接近翼板不起筋部分厚度厚而起筋部分厚度薄，腹板起筋部分的端部由浅入深，不起筋部分向起筋部分过渡的那部分厚度由不起筋部分向起筋部分逐渐变薄。
图21型材内的凹模分成三体，中间无开模的那个楔形体3的两对称楔面与两侧开凹模的那二个楔形体1、2的楔面接触，中间无开模的那个楔形体的大端对两侧开凹模的那二个楔形体小端，两端总尺寸一样，以方便脱模，该图中方管型材、凸模没画出。
图22方管内用三个齿轮形的凹模组成一体，中间的凹模2与一侧凸模对应，另一侧两个凸模与两端的两个齿轮形的凹模1、3对应，该两个凹模与另一侧的那个单凹模所受合力重合为0，该图中方管型材、凸模没画出。
Claims (8)
1.为了提高腹板的抗屈曲能力，为了提高工字钢、类似工字钢、槽钢、类似槽钢、各种钢轨、方管、类似方管、矩形方管、或类似矩形方管等型材的材料利用率，尤其是提高方管、类似方管、矩形方管、或类似矩形方管型材的材料利用率或提高其它各种型材的材料利用率，本发明提供了一种新的型材设计、生产、加工方法，其特征是：降低型材腹板的厚度同时提高腹板的抗屈曲能力，如将腹板做成波浪状和/或将腹板局部做成波浪状和/或在腹板上起筋和/或在腹板上冲压出加强筋和/或让腹板的形状像彩钢板一样起伏和/或让腹板的局部形状像彩钢板一样起伏和/或联接上下翼板的腹板由多根腹板间隔组成/腹板两两交错成三角形让翼板和腹板成桁架状结构，这里所说的波浪状可以是各种曲线形状，两两交错成三角形的腹板可以类似槽钢、角钢、T字型钢的截面形状。
2.根据权利要求1所说的方法，其特征是：型材的腹板可以是同一厚度或腹板接近翼板的一侧或腹板二侧接近翼板不起筋部分厚度厚而起筋部分厚度薄，也可以是不起筋部分厚度厚而起筋部分厚度薄且不起筋部分向起筋部分厚度逐渐变薄，也可以是不起筋部分厚度厚而起筋部分厚度薄且不起筋部分向起筋部分过渡的那部分厚度由不起筋部分向起筋部分逐渐变薄。
3.根据权利要求1所说的方法，其特征是：在腹板上起筋可以一次冲压成形或多次成形，也可以对滚成形，一侧一次冲压成形时可将凹模放在型材内，如在方管内，凹模分成两体，各自成楔形，大端对小端，以方便脱模，两侧一次冲压成形时也可以将凹模放在型材(如方管)内，分成三体或四体，若分成三体，三体各自成楔形，中间无开模的那个楔形体中间对称，两对称楔面与两侧开凹模的那二个楔形体楔面接触，中间无开模的那个楔形体的大端对两侧开凹模的那二个楔形体小端，两端总尺寸一样，以方便脱模，若分成四体，中间无开模的那两个可做成楔形体，两侧与腹板对应的开凹模的那部分模具可以做成楔形体也可以不做成楔形体；若分段多次成形，放在型材内的凹模可分段也可不分段，但型材外的凸模分段使型材的腹板起筋分两次成形或多次成形，以减小设备冲压力，组成型材内凹模的两体部分中的那个不与外模靠近的楔形体在冲方管第一个腹板时可以不用避让起筋，在冲方管第二个腹板时要避让先前的起筋，所以方管两侧的腹板可以对称也可以不对称，所以这个楔形体可以通用，也可以不通用，起筋的长短可以根据需要变化，起筋距翼板的距离可以根据需要设计，腹板上起筋用滚轮对滚成形时，方管的两个腹板可以同时滚成，也可以分两次滚成，同时滚成时，方管内可以用三个齿轮形的凹模组成一体，中间的凹模与一侧凸模对应，另一侧两个凸模与两端的两个凹模对应，该两个凹模与另一侧的那个单凹模所受合力重合为0，同时滚成时，方管内齿轮形的凹模也可以用两个或多个，根据方管的大小设计，也可以根据分多次压延成形的次数设计。
4.根据权利要求1所说的方法，其特征是：在幕墙上所用的铝方管在安装幕墙时，幕墙与铝方管联接用的螺栓孔尽量打在铝方管腹板上接近翼板厚度较厚的那部分腹板上，同一个联接点可以双螺栓联接或单螺栓联接，双螺栓联接上下错开或左右错开但螺栓孔尽量打在腹板上接近翼板厚度较厚的那部分腹板上，或至少有一个是打在腹板上接近翼板厚度较厚的那部分腹板上。
5.为了提高腹板的抗屈曲能力，为了提高工字钢、类似工字钢、槽钢、类似槽钢、各种钢轨、方管、类似方管、矩形方管、或类似矩形方管等型材的材料利用率，尤其是提高方管、类似方管、矩形方管、或类似矩形方管型材的材料利用率或提高其它各种型材的材料利用率，本发明提供了一类新的型材，其特征是：降低型材腹板的厚度同时提高腹板的抗屈曲能力，如将腹板做成波浪状和/或将腹板局部做成波浪状和/或在腹板起筋和/或在腹板上冲压出加强筋和/或让腹板的形状像彩钢板一样起伏和/或让腹板的局部形状像彩钢板一样起伏和/或联接上下翼板的腹板由多根腹板间隔组成/腹板两两交错成三角形让翼板和腹板成桁架状结构，这里所说的波浪状可以是各种曲线形状，两两交错成三角形的腹板可以类似槽钢、角钢、T字型钢的截面形状。
6.根据权利要求5所说的型材，其特征是：型材的腹板可以是同一厚度或腹板接近翼板的一侧或腹板二侧接近翼板不起筋部分厚度厚而起筋部分厚度薄，也可以是不起筋部分厚度厚而起筋部分厚度薄且不起筋部分向起筋部分厚度逐渐变薄，也可以是不起筋部分厚度厚而起筋部分厚度薄且不起筋部分向起筋部分过渡的那部分厚度由不起筋部分向起筋部分逐渐变薄。
7.根据权利要求5所说的型材，其特征是：在腹板上起筋可以一次冲压成形或多次成形，也可以对滚成形，一侧一次冲压成形时可将凹模放在型材内，如在方管内，凹模分成两体，各自成楔形，大端对小端，以方便脱模，两侧一次冲压成形时也可以将凹模放在型材(如方管)内，分成三体或四体，若分成三体，三体各自成楔形，中间无开模的那个楔形体中间对称，两对称楔面与两侧开凹模的那二个楔形体楔面接触，中间无开模的那个楔形体的大端对两侧开凹模的那二个楔形体小端，两端总尺寸一样，以方便脱模，若分成四体，中间无开模的那两个可做成楔形体，两侧与腹板对应的开凹模的那部分模具可以做成楔形体也可以不做成楔形体；若分段多次成形，放在型材内的凹模可分段也可不分段，但型材外的凸模分段使型材的腹板起筋分两次成形或多次成形，以减小设备冲压力，组成型材内凹模的两体部分中的那个不与外模靠近的楔形体在冲方管第一个腹板时可以不用避让起筋，在冲方管第二个腹板时要避让先前的起筋，所以方管两侧的腹板可以对称也可以不对称，所以这个楔形体可以通用，也可以不通用，起筋的长短可以根据需要变化，起筋距翼板的距离可以根据需要设计，腹板上起筋用滚轮对滚成形时，方管的两个腹板可以同时滚成，也可以分两次滚成，同时滚成时，方管内可以用三个齿轮形的凹模组成一体，中间的凹模与一侧凸模对应，另一侧两个凸模与两端的两个凹模对应，该两个凹模与另一侧的那个单凹模所受合力重合为0，同时滚成时，方管内齿轮形的凹模也可以用两个或多个，根据方管的大小设计，也可以根据分多次压延成形的次数设计。
8.根据权利要求1-7之一所说的方法或型材，其特征是：所说的型材的材质可以是铝合金类、钢材类、塑胶类。
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2012
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