[发明专利]一种矩形弯管成型的壁厚控制方法

说明书

一种矩形弯管成型的壁厚控制方法，包括步骤如下：步骤一，对原材料钢管底壁进行设计；步骤二，对原材料钢管顶壁进行设计；步骤三，对原材料钢管竖向侧壁进行设计；步骤四，对平直的矩形钢管管壁进行铸造；步骤五，吊装就位；步骤六，计算弯曲点的弯曲弧度；步骤七，把第一弯曲点推出至中频感应加热装置处。步骤八，向原材料钢管内部灌入细沙。步骤九，采用导向辊夹紧原材料钢管。步骤十，将侧推辊轮调节成与原材料钢管顶壁接触。步骤十一，对原材料钢管前后侧面进行约束。步骤十二，侧推辊轮沿垂直于原材料钢管推出方向对原材料钢管成型进给。本发明解决了传统的矩形弯管加工困难，工序复杂，效率不高，人工成本高以及弯曲质量差的技术问题。

技术领域

本发明属于建筑材料加工技术领域，特别涉及一种矩形弯管成型的壁厚控制方法。

背景技术

随着设计理念的提升，建筑造型日益新颖，为了满足设计要求，空间结构日益复杂且大量应用弯曲、弯扭、户型构件，制作、安装难度极大，迫切需要提高复杂异形结构施工整体水平。

目前，对于空间弯曲结构一般采用铸钢和型钢弯管技术。铸钢技术工艺繁琐，且铸钢件的强度较型钢低，因而相同情况下采用铸钢件的尺寸比型钢大，进而增加工程造价，但技术较为成熟。型钢弯管技术虽然设计尺寸小、造价低，但是工程应用并不多，主要是因为型钢弯管工艺有一定难度并且型钢弯曲后弯管部分钢材厚度会发生变化，会对构件性能产生影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种矩形弯管成型的壁厚控制方法，要解决传统的矩形弯管加工困难，工序复杂，效率不高，人工成本高以及弯曲质量差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种矩形弯管成型的壁厚控制方法，包括步骤如下。

步骤一，对原材料钢管的底壁进行设计。

步骤1-1，根据设计图纸中弯管的设计弯曲内侧壁的横截面形状，获取设计弯曲内侧壁的壁厚t、设计弯曲内侧壁的横截面内弧弯曲半径R以及设计弯曲内侧壁的圆弧夹角α，得出设计弯曲内侧壁的横截面内弧长度l；

由l＝αR，求得设计弯曲内侧壁的横截面内弧长度l。

步骤1-2，计算设计弯曲内侧壁的横截面外弧长度l_w：由于设计弯曲内侧壁的横截面外弧长度l_w与设计弯曲内侧壁的横截面内弧长度l对应的圆弧夹角α相等，得到：

化简得到：

步骤1-3，确定设计弯曲内侧壁的横截面面积S₂：

设计弯曲内侧壁的横截面面积将公式代入中，

化简得到：

步骤1-4，根据设计弯曲内侧壁的横截面内弧长度l、设计弯曲内侧壁的壁厚t以及在弯曲过程中原材料的受力状态，反推原材料中长度为l的底壁的横截面形状：底壁的横截面顶边为向内凹陷的外弧线，底壁的横截面底边为直线，底壁的横截面中间位置处的壁厚为t；

设底壁的横截面外弧弯曲半径为r，则底壁的横截面外弧对应的圆心角θ为：

外弧圆心角θ：

化简得到：

步骤1-5，原材料中底壁的横截面外弧与对应的弦围成面积S的确定：

将公式代入中，

得到：

步骤1-6，计算原材料中底壁的横截面面积S₁：

原材料中底壁的横截面面积S₁＝r(t+at)-S；