PL213146B1 - Sposób wytwarzania kształtownika dwuteowego z półkami sandwiczowymi - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kształtownika dwuteowego z półkami sandwiczowymi.

W połowie dwudziestego wieku opisano i zbudowano pierwsze konstrukcje z wykorzystaniem profili cienkościennych kształtowanych na zimno, które charakteryzowały się dużą sztywnością, przy niewielkiej ich masie. W najczęściej stosowanych, W praktyce belkach cienkościennych - np. ceownikach, przy zwiększonych długościach zanika wpływ sztywności giętno-skrętnej, co powoduje obniżenie obciążeń krytycznych. Problemy te poruszali w swoich opracowaniach Romanów R., Wytrzymałość ram i nadwozi pojazdów. Wyd. Komunikacji i Łączności. Warszawa 1988, Weiss S., Giźejowski M., Stateczność konstrukcji metalowych. Arkady, Warszawa 1991 oraz Życzkowski M., Mechanika Techniczna, Wytrzymałość elementów konstrukcyjnych. T IX, PWN, Warszawa 1988. Istnieje bowiem możliwość zwiększenia udziału sztywności giętno-skrętnej w odkształcaniu belki, a tym samym zwiększenie jej odporności na utratę stateczności - zwichrzenie, poprzez odpowiednie ukształtowanie przekroju, bez konieczności zwiększania jego pola przekroju. Ponadto możliwe jest sterowanie położeniem środka sił poprzecznych również za pomocą odpowiedniego ukształtowania przekroju co opublikowane zostało w pracach Magnucki K., Niektóre problemy optymalizacji konstrukcji prętowych i Politechniki Poznańskiej, Poznań 1993, Magnucki K., Elastic buckling of selected flanges of cold-formed thinwalled beams. Physical-Mathematical Modelling and Informational Technologies, 3, 2006, 116-128, Magnucki K., Ostwald M.: Optimal design of selected open cross sections of cold-formed thin-walled beams. Publishing House of Poznan University of Technology, Poznan 2005, Magnucki K., Ostwald M., Optimal design of open cross sections of cold- formed thin-walled beams. Proc. of the Fourth Int. Conference on Advances in Steel Structures. Shanghai, China, Z.Y. Shen et al. (Eds.) Elsevier, 2005, 1311- 1316, Magnucki K., Lewiński J., Stasiewicz P., Optimal sizes of a ground-based horizontal cylindrical tank under strength and stability constraints. Elsevier: Int. Journal of Pressure Vessels and Piping, 81, 2004, 913-917, Magnucki K., Szyc W., Stasiewicz P., Stress state and elastic buckling of a thin-walled beam with monosymmetrical open cross-section. Elsevier: Thin-Walled Structures, 42, (1) 2004, 25-38, Magnucki K., Maćkiewicz M., Lewiński J., Optimal design of a mono-symmetrical open cross section of a cold-formed beam with cosinusoidally corrugated flanges. Elsevier: ThinWalled Structures. 2006. Problemy wytrzymałości i stateczności tych konstrukcji omówili w opracowaniach monograficznych np.: Hancock G.J., Cold-formed steel structures, Journal of Constructional Steel Research, 2003, vol. 59, no 4, s. 473- 487, oraz Magnucki Κ., Ostwald M.: Optimal design of selected open cross sections of cold-formed thin-walled beams. Publishing House of Poznan University of Technology, Poznań 2005.

Wśród parc dotyczących prętów-belek cienkościennych, większość skupiona jest na problemach wytrzymałości i stateczności, a znacznie mniej uwagi poświęca się optymalnemu kształtowaniu, zwłaszcza otwartych przekrojów belek cienkościennych, przy ograniczeniu zarówno warunkami wytrzymałości jak i stateczności. Życzkowski, Szymczak, Matulewicz w latach 80-tych jako pierwsi zajęli się kształtowaniem zamkniętych i otwartych przekrojów oraz optymalnym doborem wymiarów belek ściskanych, skręcanych i zginanych. Ograniczeniami w optymalizacji omawianych konstrukcji są warunki wytrzymałości, stateczności i geometryczne. Masa własna konstrukcji ma decydujący wpływ na koszt wytwarzania, a w przypadku pojazdów również na koszt eksploatacji.

Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania kształtownika dwuteowego z półkami sandwiczowymi poprzez wyginanie arkusza blachy, który polega na tym, że arkusz blachy, o szerokości równej sumie szerokości środnika, poczwórnej szerokości i podwójnej grubości obu półek, wygina się z dwóch stron pod kątem 90° dwóch krawędzi, tworzących zarys środnika, następnie wygina się blachę pod kątem 90° wzdłuż pierwszej linii krawędziowej, a następnie wygina się blachę pod kątem 90° wzdłuż drugiej linii krawędziowej, dalej wygina się blachę pod kątem 90° wzdłuż trzeciej linii krawędziowej, a następnie wygina się blachę pod kątem 90° wzdłuż czwartej linii krawędziowej, ostatecznie wygina się z dwóch stron pod kątem 90° dwóch krawędzi, tworzących zarys środnika.

Korzystnym jest, gdy blachę wzdłuż krawędzi wygina się w kierunku przeciwstawnym.

Korzystnym jest również, gdy blachę wzdłuż krawędzi wygina się w tym samym kierunku.

Korzystnym jest także gdy w przestrzeń w półkach wprowadza się wypełniacz.

Szczególnie korzystnym jest, gdy jako wypełniacz wprowadza się piankę poliuretanową.

Zwłaszcza jako wypełniacz wprowadza się spieniony metal.

PL 213 146 B1

Dzięki zastosowaniu sposobu według wynalazku uzyskano następujące efekty technicznoużytkowe:

- możliwość uzyskania wysokiego stosunku nośności do ciężaru,

- prosta technologia wykonania,

- duż a dokł adność wymiarowa,

- łatwość montażu,

- moż liwość dopasowania kształtu do życzeń klienta.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładowym wykonaniu, gdzie fig. 1 przedstawia w przekroju kształ townik dwuteowy z pó ł kami sandwiczowymi.

Sposób wytwarzania kształtownika dwuteowego z półkami sandwiczowymi poprzez wyginanie arkusza blachy, polega na tym, że arkusz blachy o grubości 2 mm i szerokości równej sumie szerokości środnika 1, poczwórnej szerokości i podwójnej grubości obu półek 2, wygina się z dwóch stron pod kątem 90° dwóch krawędzi 3, tworzących zarys środnika. Następnie wygina się blachę pod kątem 90° wzdłuż pierwszej linii krawędziowej 4, a następnie wygina się blachę pod kątem 90° wzdłuż drugiej linii krawędziowej 5, dalej wygina się blachę pod kątem 90° wzdłuż trzeciej linii krawędziowej 6, a następnie wygina się blachę pod kątem 90° wzdłuż czwartej linii krawędziowej 7, ostatecznie wygina się z dwóch stron pod kątem 90° dwóch krawędzi 8, tworzących zarys środnika 1. Blachę wzdłuż krawędzi 3 wygina się w kierunku przeciwstawnym.

W innej odmianie, blachę wzdłuż krawędzi 3 wygina się w tym samym kierunku.

W powstałe przestrzenie w półkach 2 wprowadza się, w znany sposób, wypełniacz 9, np. spieniony materiał albo piankę poliuretanową.

Do wytwarzania kształtownika stosuje się blachę o grubości t w zakresie 0,2 - 2 mm.

Do wytwarzania kształtownika stosuje się blachę o grubości t w zakresie 0,2 - 2 mm.

Claims (6)

1. Sposób wytwarzania kształtownika dwuteowego z półkami sandwiczowymi poprzez wyginanie arkusza blachy, znamienny tym, że arkusz blachy, o szerokości równej sumie szerokości środnika (1), poczwórnej szerokości i podwójnej grubości obu półek (2), wygina się z dwóch stron pod kątem 90° dwóch krawędzi (3), tworzących zarys środnika, następnie wygina się blachę pod kątem 90° wzdłuż pierwszej linii krawędziowej (4), a następnie wygina się blachę pod kątem 90° wzdłuż drugiej linii krawędziowej (5), dalej wygina się blachę pod kątem 90° wzdłuż trzeciej linii krawędziowej (6), a następnie wygina się blachę pod kątem 90° wzdłuż czwartej linii krawędziowej (7), ostatecznie wygina się z dwóch stron pod kątem 90° dwóch krawędzi (8), tworzących zarys środnika (1).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że blachę wzdłuż krawędzi (3) wygina się w kierunku przeciwstawnym.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że blachę wzdłuż krawędzi (3) wygina się w tym samym kierunku.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w przestrzeń w półkach (2) wprowadza się wypełniacz (9).

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że jako wypełniacz (9) wprowadza się piankę poliuretanową.

6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że jako wypełniacz (9) wprowadza się spieniony metal.