CN111256093A - 一种高ik等级灯具外壳及其设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高IK等级灯具外壳及其设计方法，将梯形加强筋呈菱形形态分布设置于灯壳内侧或者外侧，在不增加灯壳厚度的情况下，得到更高IK等级的灯壳，因此成本更低；同时公开了一种灯壳的设计方法，采用有限元分析模型选取最佳横截面形状的加强筋以及最佳加强筋的分布形态，并用有限元分析模型对所选取的设计方案进行验证。
Description
技术领域
本发明属于LED灯具灯壳技术领域，尤其涉及一种高IK等级灯具外壳。
背景技术
因LED灯具有着光效高、寿命长、能耗低等传统高压钠灯无法比拟的优点，近十年来，LED灯具已被广泛应用于道路、隧道、球场等场合。户外LED照明经过近十年的发展，户外LED照明行业相关的企业数量也在日益增加，随之而来的是行业竞争日益加剧，行业利润也在逐步减小，趋于理性发展。行业竞争的加剧对企业及其产品竞争力提出了新的要求。新的发展阶段要求新开发的户外照明产品具有光效高、危害小、性能稳定、可靠安全等优点的同时控制研发、制造及产品成本。目前，有些灯具厂商为降低成本而牺牲产品性能要求，如减小灯具灯壳厚度以减小灯具重量来降低材料成本。盲目地减小灯具厚度，降低了灯具整体强度和IK等级，极有可能造成灯具因断裂掉落、冰雹击破等灾难事故。
发明内容
本发明提供了一种高IK等级灯具外壳，用于解决为达到更高IK等级传统灯具灯壳设计更厚重、成本更高的技术问题，及在控制成本时灯具灯壳又出现抗冲击力强度不够的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种高IK等级灯具外壳，所述外壳上设置有加强筋。
优选的，所述加强筋设置于所述外壳内侧或者外侧。
优选的，所述加强筋呈菱形状按照相应的设计方法进行排列。
优选的，所述加强筋的横截面为根据相应计算方法设计的梯形。
一种高IK等级灯具外壳的设计方法，其步骤如下：
采用有限元分析模型对所述灯具外壳进行模拟分析；
简化有限元分析模型：选取与所模拟灯壳上盖大小厚度相当的几何模型；
对所述灯壳模型施加集中载荷，通过其最大应变值和最大应力值的数值模拟对比来确定最薄弱点位置；
对所述灯壳模型最薄弱点受集中载荷时，其最大位移、mises应力值及最大应变值进行以下几种情形对比：梯形、三角形、正方形；对比有限元分析结果，综合判定各类加强筋对所述灯壳最薄弱位置的加强作用，选取最佳加强筋的横截面形状及尺寸；
设置最佳加强筋，对所述灯壳模型最薄弱点受集中载荷时，其最大位移、mises应力值及最大应变值进行以下几种情形对比：不设置加强筋、设置三角形加强筋、设置“井”字形加强筋、设置菱形加强筋及设置六边形加强筋；选取最佳加强筋分布形态，对各加强筋间隔、加强筋截面尺寸进行有限元分析，综合判定各形态加强筋对灯壳最薄弱位置的加强作用；
对所选择的最佳加强筋的截面和分布形态采用有限元分析模型进行验证。
与现有技术相比，本发明获得的有益效果是：
在灯壳厚度不变的情况下，在灯壳内侧或者外侧增设加强筋，可以实现较低成本地提高灯壳的抗冲击力等级，解决了为达到更高抗冲击力等级而加厚灯壳造成的成本增加和灯壳重量增加的技术问题，在同等灯壳重量、灯壳成本的情况下能达到更高的IK等级，使得产品灯具在气候恶劣的情况下更具有优势；同时，公开了一种高IK等级灯具外壳的设计方法，采用有限元分析模型选取最佳横截面形状的加强筋以及最佳加强筋的分布形态，并用有限元分析模型对所选取的设计方案进行验证。
附图说明
图1为加强筋的四种形态分布。
图2为实施例具有加强筋的高IK等级灯壳的主视图。
图3为实施例具有加强筋的高IK等级灯壳的剖视图。
图4为本发明设计方法流程图。
附图标记：1-外壳；2-加强筋；21-三角形加强筋；22-“井”字形加强筋；23-菱形加强筋；24-六边形加强筋。
具体实施方式
下面将结合本实施例中的附图，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做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。
请参阅附图1至附图3，公开了一种高IK等级灯具外壳，所述外壳1上设置有加强筋2。
进一步地，所述加强筋2设置于所述外壳1的内侧或/和内侧。
进一步地，所述加强筋2呈菱形状按照相应的设计方法进行有序排列。
公开了一种高IK等级灯具外壳的设计方法，其步骤如下：
采用有限元分析模型对所述灯具外壳进行模拟分析；
简化有限元分析模型：选取与所模拟灯壳上盖大小厚度相当的几何模型，选取300mm×300mm大小，厚度2mm；
对所述灯壳模型施加集中载荷，通过其最大应变值和最大应力值的数值模拟对比来确定最薄弱点位置，所述模型最薄弱点位置位于中心点；
对所述灯壳模型最薄弱点受集中载荷时，其最大位移、mises应力值及最大应变值进行以下几种情形对比：梯形、三角形、正方形；对比有限元分析结果，综合判定各类加强筋对所述灯壳最薄弱位置的加强作用，选取最佳加强筋的横截面形状及尺寸；初步选定加强筋横截面为梯形时，所述带加强筋灯壳的抗冲击力等级最强。
设置最佳加强筋，对所述灯壳模型最薄弱点受集中载荷时，其最大位移、mises应力值及最大应变值进行以下几种情形对比：不设置加强筋、设置三角形加强筋21、设置“井”字形加强筋22、设置菱形加强筋23及设置六边形加强筋24；选取最佳加强筋分布形态，对各加强筋间隔、加强筋截面尺寸进行有限元分析，综合判定各形态加强筋对灯壳最薄弱位置的加强作用，选取最佳加强筋分布形态为菱形；
对所选择的最佳加强筋的截面和分布形态采用有限元分析模型进行验证，确定菱形的具体分布方位及各菱形的尺寸。
以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多类似的改形，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明所要保护的范围。
Claims (6)
1.一种高IK等级灯具外壳，其特征在于，所述外壳（1）上设置有加强筋（2）。
2.如权利要求1所述的一种高IK等级灯具外壳，其特征在于，所述加强筋（2）设置于所述外壳（1）内侧。
3.如权利要求1所述的一种高IK等级灯具外壳，其特征在于，所述加强筋（2）设置于所述外壳（1）外侧。
4.如权利要求1所述的一种高IK等级灯具外壳，其特征在于，所述加强筋（2）呈菱形状按照相应的设计方法进行排列。
5.如权利要求1所述的一种高IK等级灯具外壳，其特征在于，所述加强筋（2）的横截面为根据相应计算方法设计的梯形。
6.一种高IK等级灯具外壳的设计方法，其步骤如下：
采用有限元分析模型对所述灯具外壳进行模拟分析；
简化有限元分析模型：选取与所模拟灯壳上盖大小厚度相当的几何模型；
对所述灯壳模型施加集中载荷，通过其最大应变值和最大应力值的数值模拟对比来确定最薄弱点位置；
对所述灯壳模型最薄弱点受集中载荷时，其最大位移、mises应力值及最大应变值进行以下几种情形对比：梯形、三角形、正方形；对比有限元分析结果，综合判定各类加强筋对所述灯壳最薄弱位置的加强作用，选取最佳加强筋的横截面形状及尺寸；
设置最佳加强筋，对所述灯壳模型最薄弱点受集中载荷时，其最大位移、mises应力值及最大应变值进行以下几种情形对比：不设置加强筋、设置三角形加强筋（21）、设置“井”字形加强筋（22）、设置菱形加强筋（23）及设置六边形加强筋（24）；选取最佳加强筋分布形态，对各加强筋间隔、加强筋截面尺寸进行有限元分析，综合判定各形态加强筋对灯壳最薄弱位置的加强作用；
对所选择的最佳加强筋的截面和分布形态采用有限元分析模型进行验证。
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| CN202010053315.8A CN111256093A (zh) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | 一种高ik等级灯具外壳及其设计方法 |
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2013114464A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Asahi Kasei Chemicals Corp | リブ設計方法、リブ設計装置、およびリブ設計プログラム |
| CN107562994A (zh) * | 2017-07-25 | 2018-01-09 | 华侨大学 | 薄板的加强肋拓扑优化设计方法 |
| CN208397992U (zh) * | 2018-08-09 | 2019-01-18 | 海宁市现代五金有限公司 | 一种抗压耐冲击灯罩 |
| CN208794331U (zh) * | 2018-10-18 | 2019-04-26 | 大峡谷照明系统（苏州）股份有限公司 | 一种led点光源的壳体结构 |
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2020
- 2020-01-17 CN CN202010053315.8A patent/CN111256093A/zh active Pending
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