相贯线空间管桁架CAD/CAM技术研究

发布时间：2021-07-12 09:22

　　近年来，管桁结构在大跨空间结构中得到广泛应用。它以简洁、流畅、美观的视觉效果，出现在门厅、飞机场、体育馆、会展中心等场所。管桁结构采用腹杆直接焊接在弦杆上，摒弃了传统球节点的连接方式，简化了节点的构造，使整个结构简洁大方。本论文主要针对管桁结构的制作安装，对相贯线管切割进行深入的理论研究，并在此基础上开发适应于管桁结构多变节点形式的管桁结构加工CAD软件系统。 在相贯线管切割理论研究方面，论文首先从管桁结构各种建模形式分析入手，了解和掌握了管桁结构的基本类型与节点接头构造形式。并以此为基础，将相贯线计算分为直弦杆与弧形弦杆两大类。在相贯线计算过程中，将数值算法与几何图解法相结合，简化了计算方法。尤其是对于多管相贯来说，通过对腹杆建立合适坐标系，简化了坐标变换，采用被切管母线比较的新算法，克服了以往算法中解联立方程组等复杂运算。 同时，作者也考虑到制作过程中会遇到一些工艺技术问题。提出搭接接头的判定方法，解决了相贯线计算时对节点形式的判定。在计算机辅助放样时，结合管壁厚的影响，提出了相贯线计算的修正式。另外，为了使相贯线切割同时完成开坡口，详细和全面推导了管坡口角计算公式。 ... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 空间管桁概述
    1.2 管桁结构的分类
    1.3 管桁结构加工的研究现状与关键技术
        1.3.1 数控管切割机在管桁结构加工中的应用
        1.3.2 计算机辅助设计软件在管桁结构加工中的应用
        1.3.3 关键技术
    1.4 课题的提出及研究意义
    1.5 课题主要研究内容
第2章 相贯线平面展开计算方法
    2.1 计算方法的概述
    2.2 两管相贯时相贯线平面展开
        2.2.1 坐标系的建立和参数的确定
        2.2.2 相贯线平面展开式
    2.3 空间多管相贯相贯线平面展开式
        2.3.1 坐标系的建立
        2.3.2 基本参数
        2.3.3 坐标转换
        2.3.4 相贯线平面展开式
    2.4 管环相贯
        2.4.1 坐标系的建立和基本参数
        2.4.2 管环外相贯时相贯线展开方程
        2.4.3 管环内相贯时相贯线展开方程
    2.5 本章小结
第3章 管切割的加工制作
    3.1 引言
    3.2 两腹杆相交的判定式
        3.2.1 判定式的推导
        3.2.2 腹杆相交判定式的说明
    3.3 壁厚处理
    3.4 坡口加工
        3.4.1 参考面定义及参数说明
        3.4.2 管-管相贯时的二面角
        3.4.3 管-环相贯时的二面角
        3.4.4 坡口角、实际切割角与被切腹杆外表面的切割线
    3.5 本章小结
第4章 管桁结构加工CAD软件系统设计
    4.1 管桁结构加工CAD软件系统的概述
        4.1.1 软件设计的基本环境
        4.1.2 管桁结构加工CAD软件的系统模块简介
    4.2 管桁结构图的基本操作
    4.3 相贯线平面展开的实现
        4.3.1 坐标系的建立
        4.3.2 杆矢量表示法及夹角的确定方法
        4.3.3 相贯线平面展开图基准点的确立
    4.4 实体建模
        4.4.1 AutoCAD中生成三维实体的方法及三维实体的常用编辑
        4.4.2 构造三维实体
        4.4.3 腹杆三维模型的生成
        4.4.4 AutoCAD软件图形信息提取
    4.5 数据文件的生成
    4.6 本章小结
第5章 算例
    5.1 软件操作界面和使用方法
    5.2 功能实现
    5.3 本章小结
结论
    课题总结
    课题展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]大跨度空间结构的工程实践与学科发展[J]. 董石麟,罗尧治,赵阳.  空间结构. 2005(04)
[2]火焰数控切管机割炬轨迹研究及仿真[J]. 肖聚亮,阎祥安,王国栋,贾安东.  机械工程学报. 2005(04)
[3]管环相贯焊接坡口数控切割研究[J]. 王国栋,阎祥安,肖聚亮.  中国机械工程. 2005(06)
[4]相交双管焊接坡口的数据化处理[J]. 李小刚,吕碧峰,姚伟伟,薛继仁,陈绍全.  中国机械工程. 2004(04)
[5]厚壁钢管桁架相贯节点放样程序设计[J]. 张桂芳.  建筑钢结构进展. 2003(04)
[6]钢管相贯节点的研究现状和动向[J]. 刘建平.  钢结构. 2003(04)
[7]空间管桁结构相贯节点计算机放样[J]. 罗尧治,张楠.  钢结构. 2002(02)
[8]多管、板相贯坡口切割的数学模型[J]. 李宝清,贾安东.  天津大学学报. 2000(05)



本文编号：3279643