CN105240677A - 一种高性能低耗料的铝合金管材 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能低耗料的铝合金管材，所述铝合金管材的外壁由四个弧形曲面相互连接组成，所述四个弧形曲面依次通过弧形连接面连接，所述铝合金管材内设置有一隔片，所述隔片与所述铝合金管材的管壁整体连接，所述隔片将所述铝合金管材分成两个通孔，所述管壁和隔片的厚度分别为0.5-1.0mm。本发明提供的高性能低耗料的铝合金管材，力学性能好，生产成本低。

Description

一种高性能低耗料的铝合金管材

技术领域

本发明涉及管材技术领域，具体涉及一种高性能低耗料的铝合金管材。

背景技术

铝合金管材具有质量轻、美观等优点，近年来，应用越来越广泛。普通的铝合金管材因材质原因很难达到钢制管材的强度，在使用时所能达到的抗力(承受的推力)较小。现有技术中，要提高铝合金管材的强度，在管材外径相同的情况下，必须增加管材的壁厚才能使铝合金管材达到钢制管材所能承受的推力，使铝合金管材的性能与钢制管材的性能趋于一致，然而，增加管材的壁厚必然造成材料的浪费，从而增加管材的生产成本。

发明内容

本发明的目的是克服以上缺点，提供一种高性能低耗料的铝合金管材，该铝合金管材的力学性能好，生产成本低。

本发明的技术方案是：

一种高性能低耗料的铝合金管材，所述铝合金管材的外壁由四个弧形曲面相互连接组成，所述四个弧形曲面依次通过弧形连接面连接，所述铝合金管材内设置有一隔片，所述隔片与所述铝合金管材的管壁整体连接，所述隔片将所述铝合金管材分成两个通孔，所述管壁和隔片的厚度分别为0.5-1.0mm。

进一步地，所述四个弧形曲面为第一弧形曲面、第二弧形曲面、第三弧形曲面、第四弧形曲面，所述第一弧形曲面与所述第三弧形曲面对称设置，所述第二弧形曲面与所述第四弧形曲面对称设置，所述第一弧形曲面和第三弧形曲面的曲面半径分别为4-6mm,所述第二弧形曲面和第四弧形曲面的半径分别小于等于所述第一弧形曲面的曲面半径。

进一步地，所述弧形连接面的曲面半径分别为3.5-4.5mm。

进一步地，所述每个通孔上，所述隔片与所述管壁连接位置形成第五弧形曲面，所述第五弧形曲面的曲面半径为1.3-1.8mm。

进一步地，所述每个通孔上还设置有第六弧形曲面、第七弧形曲面，所述第六弧形曲面的形状与所述弧形连接面的形状相似，所述第七弧形曲面的形状与所述第二弧形曲面或第四弧形曲面的形状相似。

进一步地，所述两个通孔对称设置。

本发明提供的高性能低耗料的铝合金管材，力学性能好，耗材少。本发明提供的高性能低耗料的铝合金管材，通过合理设计管材的形状，提高管材的抗力(承受的推力)水平，与普通圆管相比，在施加相同大小的作用力情况下，本发明提供的铝合金管材受到的最大米塞斯应力小于普通圆管受到的最大米塞斯应力，说明本发明提供的铝合金管材不易变形，具有强好的抗裂变性能。同时，本发明提供的的铝合金管材，管材的壁厚较薄，在生产时能大幅降低材料消耗成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明高性能低耗料的铝合金管材的结构示意图；

附图标记：1-第一弧形曲面，2-第二弧形曲面，3-第三弧形曲面，4-第四弧形曲面，5-弧形连接面，6-隔片，7-管壁，8-通孔，9-第五弧形曲面，10-第六弧形曲面，11-第七弧形曲面。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施方式：

如图1，一种高性能低耗料的铝合金管材，管材的外壁由四个弧形曲面相互连接组成，分别为附图中的第一弧形曲面1、第二弧形曲面2、第三弧形曲面3，第四弧形曲面4，四个弧形曲面依次通过弧形连接面5连接，铝合金管材内设置有一隔片6，隔片6与铝合金管材的管壁7整体连接，隔片6将铝合金管材分成两个通孔8，管壁7和隔片6的厚度分别为0.5-1.0mm，可以为0.5mm，0.6mm，0.7mm，0.8mm，0.9mm，1.0mm，也可以为该范围内的其他尺寸，优选地，隔片和管壁的厚度为0.6mm，此时，管材的力学性能优，且管壁厚度较小，节约材料成本。

本发明中，第一弧形曲面1与第三弧形曲面3对称设置，第二弧形曲面2与第四弧形曲面4对称设置，其中，第一弧形曲面1和第三弧形曲面3的曲面半径分别为4-6mm,可以为4mm，5mm，6mm，也可以为该范围内的其他尺寸，优选为5mm，第二弧形曲面2和第四弧形曲面4的半径分别小于等于第一弧形曲面1的曲面半径，也就是小于等于第三弧形曲面3的曲面半径。

优选地，弧形连接面5的曲面半径为3.5-4.5mm，可以为3.5mm，4mm，4.5mm，也可以为该范围内的其他尺寸，对应的四个弧形连接面曲面半径可相同。

本发明中，每个通孔8上，隔片6与管壁7连接位置形成第五弧形曲面9，第五弧形曲面9的曲面半径为1.3-1.8mm，可以为1.3mm，1.4mm，1.5mm，1.6mm,1.7mm，1.8mm，也可以是该范围内的其他尺寸，优选为1.5mm。

本发明中，每个通孔上还设置有第六弧形曲面10、第七弧形曲面11，第六弧形曲面10的形状与弧形连接面5的形状相似，第七弧形曲面11的形状与1第二弧形曲面2或第四弧形曲面4的形状相似，使管壁的厚度均匀。

优选地，两个通孔8对称设置，结构匀称，力学性能好。

对铝合金管材进行力学性能测试：

铝合金管材结构中，第一弧形曲面、第三弧形曲面半径分别为5mm，隔片和壁厚分别为0.6mm，第五弧形曲面半径为1.5mm，弧形连接面的曲面半径分别为4mm。

选取1m长度的上述铝合金管材和1m长度的普通铝合金圆管管材，两根管材的两端分别固定，进行力学性能测试。分别在两根管材的中间位置施加1N的作用力，通过力学软件分别计算两根管材上不同点上的Mises应力，根据分析结果显示，铝合金管材上最大的Mises应力为0.8MPa，普通圆管管材上最大的Mises应力为2Mpa，且最大应力分别位于施加作用力点附近；其本发明的铝合金管材在上述作用力作用下，最大位移为0.015mm，而普通铝合金圆管在上述作用力作用下，最大位移为0.09mm。

根据上述方法，将铝合金管材结构设计为:第一弧形曲面、第三弧形曲面半径分别为4mm，隔片和壁厚分别为0.5mm，第五弧形曲面半径为1.3mm，弧形连接面的曲面半径分别为3.5mm。将上述铝合金管材进行上述相同的力学性能测试，测试结果为：铝合金管材上最大的Mises应力为1.0MPa，普通圆管管材上最大的Mises应力为2Mpa；且本发明的铝合金管材在上述作用力作用下，最大位移为0.017mm，而普通铝合金圆管在上述作用力作用下，最大位移为0.09mm。

同理，将铝合金管材设计为：第一弧形曲面、第三弧形曲面半径分别为6mm，隔片和壁厚分别为1.0mm，第五弧形曲面半径为1.8mm，弧形连接面的曲面半径分别为4.5mm。将上述铝合金管材进行上述相同的力学性能测试，测试结果为：铝合金管材上最大的Mises应力为0.9MPa，普通圆管管材上最大的Mises应力为2Mpa；其本发明的铝合金管材在上述作用力作用下，最大位移为0.016mm，而普通铝合金圆管在上述作用力作用下，最大位移为0.09mm。

通过上述分析结果可知，在相同作用力条件下，本发明的铝合金管材Mises应力小，铝合金管材不易发生形变，具有较好强度和抗裂变性能，力学性能明显优于普通铝合金圆管管材。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护范围内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高性能低耗料的铝合金管材，其特征在于，所述铝合金管材的外壁由四个弧形曲面相互连接组成，所述四个弧形曲面依次通过弧形连接面连接，所述铝合金管材内设置有一隔片，所述隔片与所述铝合金管材的管壁整体连接，所述隔片将所述铝合金管材分成两个通孔，所述管壁和隔片的厚度分别为0.5-1.0mm。

2.根据权利要求1所述的高性能低耗料的铝合金管材，其特征在于，所述四个弧形曲面为第一弧形曲面、第二弧形曲面、第三弧形曲面、第四弧形曲面，所述第一弧形曲面与所述第三弧形曲面对称设置，所述第二弧形曲面与所述第四弧形曲面对称设置，所述第一弧形曲面和第三弧形曲面的曲面半径分别为4-6mm,所述第二弧形曲面和第四弧形曲面的半径分别小于等于所述第一弧形曲面的曲面半径。

3.根据权利要求1所述的高性能低耗料的铝合金管材，其特征在于，所述弧形连接面的曲面半径分别为3.5-4.5mm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的高性能低耗料的铝合金管材，其特征在于，所述每个通孔上，所述隔片与所述管壁连接位置形成第五弧形曲面，所述第五弧形曲面的曲面半径为1.3-1.8mm。

5.根据权利要求4所述的高性能低耗料的铝合金管材，其特征在于，所述每个通孔上还设置有第六弧形曲面、第七弧形曲面，所述第六弧形曲面的形状与所述弧形连接面的形状相似，所述第七弧形曲面的形状与所述第二弧形曲面或第四弧形曲面的形状相似。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的高性能低耗料的铝合金管材，其特征在于，所述两个通孔对称设置。