铝合金结构设计规范_范文大全

铝合金结构设计规范

【范文精选】铝合金结构设计规范

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【专家解析】铝合金结构设计规范

【优秀范文】铝合金结构设计规范

范文一:建设部关于发布国家标准《铝合金结构设计规范》的公告 投稿:陆漬漭

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向外窗 遮阳系数 与能 . 电耗、的 关 系

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范文二:铝合金门窗设计规范标准 投稿:毛攟攠

铝合金门窗设计规范标准

1.1 一般规定

1.1.1 铝门窗的性能指标及有关设计要求应根据建筑物所在地的气候、环境等具体条件和建筑物的功能要求合理确定。

1.1.2 铝门窗的热工性能设计,应符合国家和本省建筑节能设计标准的有关规定。 1.1.3 铝门窗工程设计选用的产品,应符合现行国家标准《铝合金门》和《铝合金窗》的规定。

1.2 抗风压性能设计

1.2.1 作用于建筑外门窗上的风荷载,为现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GB 50009)规定的围护结构风荷载标准值,按下式计算,且不应小于1.0KN/m2: Wk=βgzμsμzWo (1.2.1—1) 式中 Wk——围护结构风荷载标准值(KN/m)

βgz——高度Z处的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》(GB 50009)采用; μs——风荷载本型系数,按《建筑结构荷载规范》(GB 50009)7.3.3局部风压体型系数的规定采用。当建筑物进行了风洞试验时,可根据风洞试验结果确定;

μz——风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》(GB 50009)的规定采用; Wo——基本风压(KN/m2),按《建筑结构荷载规范》(GB 50009)的规定采用; 1.2.2 门窗玻璃的抗风压设计应按现行行业标准《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ 113)的规定执行。

1.2.3 门窗构件应根据受荷情况和支承条件采用结构力学方法进行计算。

1.2.4 门窗构件由风荷载作用力产生的最大挠度值应满足下式要求,并且应同时满足绝对挠度值不大于15mm:

umax≤[u] ( 1.2.4) 式中:umax——构件弯曲最大挠度值;

[u]——构件弯曲允许挠度值,门窗镶嵌单层玻璃时: [u]=l/120;门窗镶嵌夹层玻璃、中空玻璃时:[u]=l/180。 1.2.5门窗构件的连接计算应符合下式要求: Ơk≤ƒk/K (1.2.5) 式中:Ơk——风荷载(标准值)作用所产生的应力;

2

ƒk——材料强度标准值; K——安全系数。

1.2.6材料强度标准值和安全系数应符合下表规定:

材料强度标准值和安全系数 表1.2.6

1.2.7 作用不锈钢抽芯铆钉的拉立和剪力,应分别不大于按照《抽芯铆钉 技术条件》(GB 12619)规定的最小抗拉载荷和最小抗剪载荷除以安全系数K(1.55)。

1.2.8 作用于框与扇连接锁固配件的力,应不超过其产品标准的规定,或不大于生产厂家提供的配件承受的最小荷载值除以安全系数K(1.65)。 1.3水密性能设计

1.3.1 水密性能设计指标计算应符合下列规定: 1 门窗设防雨水渗漏的最高风力等级由建筑设计确定。

2 按照表1.3.1风力等级与风速的对应关系确定水密性能设计风速V0值(一般取中数)。 风力等级与风速的对应关系 表1.3.1

3 根据水密性能设计风速V0,水密性能风压力差值△P按下式计算: △P=1.06μz V02 (1.3.1-1) 式中:△P——任意高度Z处的水密性能压力差值(Pa);

μz——风压高度变化系数,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GB 50009)的规定采用;

V0——不密性能设计风速(m/s)。 4 水密性能风压力差值△P也可按下式计算:

△P≥0.50μz WO (1.3.1-2)

式中:WO——基本风压(Pa),按现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GB 50009)的规定采用。

1.3.2 门窗水密性能构造设计应符合下列要求:

1 宜采用雨幕原理进行压力平衡的门窗设计,确保玻璃镶嵌槽以及时雨 框与扇配合空间形成等压腔。

2 对于不采用雨幕原理进行压力平衡设计的门窗结构,应采取有效的密封防水措施和结构防水措施,实现水密性能设计要求。

3 门窗的防水构造设计,宜采取在门窗水平缝隙上方设一定宽度的披水板、下框室内侧翼缘有足够的挡水高度以及门窗室内侧结构缝隙的有效密封等具体措施。门窗的排水设计,应保证排水孔的开口尺寸、数量及分布的合理性,保证排水系统的通畅。

4 门窗型材构件连接和附件装配缝隙以及门窗框与洞口墙体安装间隙均应有防水密封处理措施。

5 门窗框与墙体之间宜设置止水板或披水板。

1.3.3 洞口墙体表面装饰应有排水措施,外墙窗楣应做滴水线或滴水槽,窗台上面应做流水坡度,滴水槽的宽度和深度均不应小于10mm。窗宜与外墙外表面有一定距离。 1.4 气密性能设计

1.1.1 气密性能设计指标的确定应符合下列规定:

1 有空调要求的一般建筑物,其外窗在负压作用下的气密性能,单位缝长空气渗透量q1不应大于2.5(m/m.h),单位面积空气渗透量q2不应大于7.5(m/m.h);其外门在负压作用下的气密性能,单位缝长空气渗透量q1不应大于1.0(m/m.h),单位面积空气渗透量q2不应大于12.0(m3/m2.h)。

3

3

3

2

2 有空调要求的公共建筑,其外窗在负压作用下的气密性能,单位缝长空气渗透量q1不应大于2.5(m3/m.h),单位面积空气渗透量q2不应大于1.5(m3/m2.h);其外门在负压作用下的气密性能,单位缝长空气渗透量q1不应大于2.5(m3/m.h),单位面积空气渗透量q2不应大于7.5(m/m.h)。

1.1.2 气密性能构造设计应符合下列要求:

1 在满足自然通风换气要求的前提下,适当控制门窗可开启扇与固定部分的比例。 2 合理设计门窗缝隙断面尺寸与几何形状,提高门窗缝隙空气渗透阻力。 3 采用耐久性好的弹性密封胶条进行玻璃镶嵌密封和框扇之间的密封。

4 推拉门窗框扇采用摩擦式密封时,应使用密度较高的密封毛条或采用中间加胶片的密封毛条,确保密封效果。

5 密封胶条和密封毛条应保证在门窗四周的连续性,形成封闭的密封结构。 6 框扇杆件连接部位和五金配件装配部位,应采用密封材料进行妥善的密封处理。 1.5 隔声性能设计

1.5.1 隔声性能指标的确定应符合下列规定: 1 建筑外门窗空气声计权隔声量Rw≥25Db。

2 门窗工程设计如对隔声性能有更高的要求,应根据建筑物各类用房的允许噪声级标准和室外噪声环境情况,合理确定门窗隔声性能指标。 1.5.2 隔声构造设计应符合以下要求:

1 提高门窗隔声性能,宜采用中空玻璃或夹层玻璃。

2 门窗玻璃镶嵌缝隙及框与扇开启缝隙,应采用具有柔性和弹性的密封材料妥善密封。 1.6 隔热性能设计

1.6.1 隔热性能指标应符合以下规定:

当未采取建筑外遮阳措施时,公共建筑外窗的遮阳系数不应大于0.60,住宅和其它建筑外窗的遮阳系数不宜大于0.60。 1.6.2 隔热构造设计应符合以下要求:

在无建筑外遮阳措施情况下,宜在房屋各向均采取窗户的遮阳配套措施:优先考虑窗户的外遮阳(如外卷帘、外百叶等);也可采用窗户的内遮阳(如中空玻璃内百叶、热反射玻璃、热反射中空玻璃、遮阳型Low-E中空玻璃等)。 1.7 防玻璃热炸裂设计

1.7.1 玻璃防热炸裂设计应符合以下要求:

3

2

除正北向窗户外,均应按照现行行业标准《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ 113)中的有关规定,进行建筑玻璃防热炸裂设计计算。 1.7.2 玻璃防热炸裂构造设计应采取下列措施:

1 玻璃的周边不应有易造成裂纹的缺陷。对于易发生热炸裂的玻璃(如面积大于1m的大板面玻璃、颜色较深的玻璃和吸热玻璃等)应对其边部进行倒角磨边等加工处理。玻璃的镶嵌应采用弹性良好的密封衬垫材料。

2 玻璃室内侧的卷帘、百叶及隔热窗帘等内遮阳设施,与窗玻璃之间的距离不应小于50mm。 1.8 玻璃镶嵌结构设计

1.8.1 玻璃镶嵌设计应符合下列规定:

1 玻璃镶嵌的支撑与固定,应使玻璃边缘不直接接触框架型材,并使玻璃重量分布均匀,防止框架变形,同时确保不同开启形式的门窗扇启闭性能良好。 2 承受玻璃重量的中横框型材垂直方向的挠度值应不大于3mm。 1.8.2 玻璃镶嵌构造设计应符合以下要求:

1 玻璃与框、扇型材槽口的镶嵌配合尺寸,应符合现行国家标准《铝合金门》和《铝合金窗》的玻璃装配要求。

2 玻璃承重垫块的材质、尺寸、安装位置,应符合现行行业标准《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ 113)关于玻璃安装材料及其使用中对支承块的要求。

1.8.3 隐框、半隐框窗玻璃与结构胶粘结胶缝宽度、厚度的设计计算,应考虑风荷载效应、玻璃自重效应和温差效应,按照现行行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ 102)中结构硅酮密封胶的宽度、厚度计算方法进行。 1.9 防雷设计

1.9.1 建筑外窗的防雷设计,应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》(GB 50057)的规定。一、二、三类防雷建筑物,其建筑高度分别在30m、45m、60m及以上的外墙窗户,应采取防侧击和等电位保护措施,与建筑物防雷装置进行连接。 1.9.2 防雷构造设计应符合下列规定:

1 窗外框与洞口墙体连接固定用的连接件可作为防雷连接件使用,但要保证该连接件与窗框具有可靠的导电性连接。固定连接件与窗框采用卡槽连接时,则应另外采用专门的防雷连接件与窗框进行可靠的螺钉或铆钉机械联接。

2 窗外框与防雷连接件连接处,应先将其非导电的表面处理层除去,再与防雷连接件连接。

2

3 防雷连接导体可采用热浸镀锌处理的直径不小于8mm圆钢或同等截面积扁钢,导体应与建筑物防雷装置和窗框防雷连接件进行可靠的焊接连接。 1.10 其它安全性设计

1.10.1 开启门扇和固定门以及落地窗玻璃,必须符合现行行业标准《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ 113)中的人体冲击安全规定。在人流出入较多,可能产生拥挤和儿童集中的公共场所的门和落地窗,必须采用钢化玻璃或夹层玻璃等安全玻璃。

1.10.2 安装高度大于20m且其他地面人流较多的外墙窗户,应采用安全玻璃。 1.10.3 推拉窗用于外墙时,必须有防止窗扇在负风压下向室外脱落的装置。 1.10.4 高层建筑宜采用内开式窗或具有可靠防脱落限位装置的推拉式窗。

1.10.5 有防盗要求的建筑外门窗,可采用夹层玻璃和可靠的门窗锁具,推拉门窗扇应有防止从室外侧拆卸的装置。

1.10.6 为防止儿童或室内其他人员从窗户跌落室外,或者公共建筑管理需要,窗的开启扇应采用带钥匙的窗锁、执手等锁闭器具,或者采用铝合金花格窗、花格网、防护栏杆等防护措施。

1.10.7无室外阳台的外窗台距室内地面高度小于0.9m,必须采用安全玻璃并加设可靠的防护措施。窗台高度低于0.6m的凸窗,其计算高度应从窗台面开始计算。 1.11 门窗立面建筑设计

1.11.1 建筑外门窗立面尺寸,应根据天然采光设计要求的各类用房窗地面积比和建筑隔热节能要求的窗墙面积比等综合因素合理确定。

1.11.2 门窗的立面分格尺寸,应根据玻璃抗风压设计计算其最大许用面积、开启扇允许最大高宽尺寸,并考虑玻璃原片的成材率等综合确定。

1.11.3 门窗的立面开启构造形式(如外平开、推拉、上悬、立转、内平开下悬等)和开启面积比例,应根据各类用房的使用特点,满足房间自然通风导引风路的要求,保证启闭、清洁、维修的方便性和安全性。

1.11.4 门窗洞口宽、高构造尺寸,应根据门窗尺寸和门窗框与洞口墙体之间的安装连接构造及缝隙尺寸设计确定。

1 湿法字装门窗时,应根据洞口墙体面层装饰材料厚度,具体确定门窗框与洞口墙体安装缝隙尺寸,一般可按下表采用:

表1.11.5 门窗框与洞口墙体安装缝隙(mm)

2干法安装门窗时,应根据洞口墙体面层装饰材料厚度,具体确定门窗洞口墙体砌筑时预埋附框的尺寸及埋设深度;或洞口墙体后置附框的尺寸及其与洞口墙体的安装缝隙(一般可按5~10 mm采用)。门窗框与洞口预埋附框和后置附框的安装缝隙尺寸一般可按2~4 mm采用。

范文三:铝合金结构参数 投稿:任濩濪

铝合金

纯铝的密度小(ρ=2.7g/cm3),大约是铁的 1/3,熔点低(660℃),铝是面心立方结构,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好;但是纯铝的强度很低,退火状态 σb 值约为8kgf/mm2,故不宜作结构材料。

铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。

铝合金分两大类:铸造铝合金,在铸态下使用;变形铝合金,能承受压力加工,。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。

铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金。形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能,只能通过冷加工变形来实现强化,它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能,它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能,物理性能和抗腐蚀性能。亲爱的各位商家代理们好,这里是中国铝合金门户网,我们这里提供各铝合金批发商代理商你们好,这里是中国铝合金门户网,汇集大量铝合金门窗,铝合金门窗、铝合金型材、铝塑板以及铝材铝锭价格与广告信息,您也可在此发布信息,在这里有最新铝合金行情以及采购信息。www.68896.com是专业的铝合金,铝合金门窗,铝合金门窗价格门户网,铝合金型材,铝塑板,铝锭,铝锭价格,铝材,铝材价格,中国铝合金网

范文四:钢结构设计规范 投稿:姚賒賓

钢结构设计规范 ......................................................................................................................................................2 1

2

3 总则 ...................................................................................................................................................................2 术语和符号 ......................................................................................................................................................2 基本设计规定..................................................................................................................................................2

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

4 设计原则 .................................................................................................................................................2 荷载和荷载效应计算 ...........................................................................................................................2 材料选用 .................................................................................................................................................2 设计指标 .................................................................................................................................................2 结构或构件变形的规定.......................................................................................................................3 受弯构件的计算 .............................................................................................................................................3

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5 强度 ..........................................................................................................................................................3 整体稳定(重点) ...............................................................................................................................3 局部稳定 .................................................................................................................................................3 组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算 ................................................................................................3 挠度验算 .................................................................................................................................................3

5 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算 ................................................................................................3

5.1

5.2

5.3

5.4 轴心受力构件(考试重点)..............................................................................................................3 拉弯和压弯构件 ....................................................................................................................................4 构件的计算长度和容许长细比 .........................................................................................................4 受压构件的局部稳定 ...........................................................................................................................5

6 疲劳计算 ..........................................................................................................................................................5

6.1

6.2 一般规定 .................................................................................................................................................5 疲劳计算 .................................................................................................................................................5

7 连接计算 ..........................................................................................................................................................5

7.1

7.2

7.3

7.4

7.5

7.6 焊缝连接 .................................................................................................................................................5 紧固件(螺栓、铆钉等)连接 .........................................................................................................5 组合工字梁翼缘连接 ...........................................................................................................................5 梁与柱的刚性连接 ...............................................................................................................................5 连接节点处板件的计算.......................................................................................................................6 支座 ..........................................................................................................................................................6 8

9

10

11 构造要求 ..........................................................................................................................................................6 塑性设计 ..........................................................................................................................................................6 钢管结构......................................................................................................................................................6 钢与混凝土组合梁 ....................................................................................................................................6

钢结构设计规范

1 总则

2 术语和符号

3 基本设计规定

3.1 设计原则

3.2 荷载和荷载效应计算

1 重级工作制吊车横向摆动水平力3.2.2

3.3 材料选用

3.4 设计指标

1 设计值的折减3.4.2(重点)

3.5 结构或构件变形的规定

4 受弯构件的计算

4.1 强度

4.2 整体稳定(重点)

4.3 局部稳定

1 施岚青p343列题4.4.17;p344列题4.4.18

4.4 组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算

1

2

3 施岚青p315列题4.3.31 加劲肋设计4.3.6 梁的支承加劲肋取值区间及验算(吊车梁突缘支座)4.3.7

4.5 挠度验算

1 施岚青关于挠度计算公式p357

5 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算

5.1 轴心受力构件(考试重点)

1

2

3

4

5 强度 1.1 通常用于螺栓连接净截面强度验算 轴心受压稳定验算 2.1 涉计到计算长度选取,轴心受压稳定系数(重点) 局部稳定 刚度 格构式轴心受压(特殊)施岚青p321列题4.3.36

5.1 强度

5.2

5.3 整体稳定:平面内、平面外(换算长细比) 分肢稳定:验算分肢长细比

5.4

6 缀板的线刚度要求,缀条计算(5.1.6) 注意填板计算

5.2 拉弯和压弯构件

1 单向受弯实腹式压弯构件

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

2

3 强度 弯矩作用平面内稳定 弯矩作用平面外稳定验算 刚度 局部稳定 mx选双向受弯实腹式压弯构件(验算内容同单向,但稳定公式不同)施岚青p379对β取的解释 弯矩绕虚轴作用的单向受弯格构式压弯构件(施岚青p394列题4.5.34)

3.1 强度

3.2

3.3

3.4 平面内稳定(换算长细比) 平面外稳定:不做验算 分肢稳定:验算分肢长细比、分肢轴心力按桁架计算(轴心受压稳定),注意单

角钢缀条强度需要折减。

4

5 3.5 缀板的线刚度要求,缀条计算:轴心受压稳定(5.1.6)(5.2.7) 弯矩绕实轴作用的单向受弯格构式压弯构件 4.1 验算同实腹式压弯构件,但平面外稳定采用换算长细比,受弯稳定系数取1 双向受弯格构式压弯构件

5.1 整体稳定:5.2.6

5.2

5.3

5.4

5.5 分肢稳定:将力分配到分肢,再按实腹式验算分肢稳定 强度 刚度 缀板计算同前

5.3 构件的计算长度和容许长细比(重点)

1

2 框架柱、单(双)阶柱、锲形柱计算长度 钢规、抗规、门刚规范的长细比限制规定比较

5.4 受压构件的局部稳定

6 疲劳计算

6.1 一般规定

6.2 疲劳计算

1

2 常幅疲劳计算 吊车梁常幅疲劳计算(施岚青p431列题4.7.5)

2.1

2.2

2.3

2.4 下翼缘与腹板连接角焊缝疲劳计算 下翼缘连接焊缝处的主体金属疲劳计算 横向加劲肋下端的主体金属疲劳计算 下翼缘螺栓孔处的主体金属疲劳计算

7 连接计算

7.1 焊缝连接

1

2 施岚青p248列题4.2.5 施岚青p253角钢的肢尖肢背内力分配比列:

2.1 只有侧焊缝等肢角钢:K背=0.7 K尖=0.3

2.2

2.3

2.4 只有侧焊缝不等肢角钢短肢相连:K背=0.75 K尖=0.25 只有侧焊缝等不等肢角钢长肢相连:K背=0.65 K尖=0.35

三面围焊缝时,先保证正面角焊缝全长,然后侧面角焊缝按上比例分配余力

7.2 紧固件(螺栓、铆钉等)连接

1

2 施岚青p267页关于螺栓传力路线的描述 注意7.2.4条螺栓距离超长后的调整

7.3 组合工字梁翼缘连接

7.4 梁与柱的刚性连接

1 施岚青p401列题4.6.4

7.5 连接节点处板件的计算

7.6 支座

2 注意柱端部为铣平端时,柱压力直接传递7.6.6 8 构造要求

9 塑性设计

10 钢管结构

11 钢与混凝土组合梁

范文五:木结构设计规范1 投稿:许磍磎

木结构设计规范1-2

2009年12月31日 星期四 12:43

1 总 则

1.0.1 为在木结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策,保证安全和人体健康,保护环境及维护公共利益制订本规范。

1.0.2 本规范适用于建筑工程中承重木结构的设计。

1.0.3 本规范的设计原则系根据国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068制定。

1.0.4 承重木结构宜在正常温度和湿度环境下的房屋结构中使用。未经防火处理的木结构不应用于极易引起火灾的建筑中;未经防潮、防腐处理的木结构不应用于经常受潮且不易通风的场所。

1.0.5 在确保工程质量前提下,可逐步扩大树种(例如速生树种)的利用。

1.0.6 木结构的设计,除应遵守本规范外,尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。

2 术语与符号

2.1 术 语

2.1.1 木结构 timber structure

以木材为主制作的结构。

2.1.2 原木 log

伐倒并除去树皮、树枝和树梢的树干。

2.1.3 锯材 sawn lumber

由原木锯制而成的任何尺寸的成品材或半成品材。

2.1.4 方木 square timber

直角锯切且宽厚比小于3的、截面为矩形(包括方形)的锯材。

2.1.5 板材 plank

宽度为厚度三倍或三倍以上矩形锯材。

2.1.6 规格材 dimension lumber

按轻型木结构设计的需要,木材截面的宽度和高度按规定尺寸加工的规格化木材。

2.1.7 胶合材 glued lumber

以木材为原料通过胶合压制成的柱形材和各种板材的总称。

2.1.8 木材含水率 moisture content of wood

通常指木材内所含水分的质量占其烘干质量的百分比。

2.1.9 顺纹 parallel to grain

木构件木纹方向与构件长度方向一致。

2.1.10 横纹 perpendicular to grain

木构件木纹方向与构件长度方向相垂直。

2.1.11 斜纹 at an agnle to grain

木构件木纹方向与构件长度方向形成某一角度。

2.1.12 层板胶合木 glued laminated timber(Glulam)

以厚度不大于45mm的木板叠层胶合而成的木制品。

2.1.13 普通木结构 sawn and round timber structures

承重构件采用方木或圆木制作的单层或多层木结构。

2.1.14 轻型木结构 light wood frame construction

用规格材及木基结构板材或石膏板制作的木构架墙体、楼板和屋盖系统构成的单层或多层建筑结构。

2.1.15 墙骨柱 stud

轻型木结构房屋墙体中按一定间隔布置的竖向承重骨架构件。

2.1.16 木材目测分级 visually stress-graded lumber

用肉眼观测方式对木材材质划分等级。

2.1.17 木材机械分级 machine stress-rated lumber

采用机械应力测定设备对木材进行非破坏性试验,按测定的木材弯曲强度和弹性模量确定木材的材质等级。

2.1.18 齿板 turss plate

经表面处理的钢板冲压成带齿板,用于轻型桁架节点连接或受拉杆件的接长。

2.1.19 木基结构板材 wood-based structural-use panels

以木材为原料(旋切材,木片,木屑等)通过胶合压制成的承重板材,包括结构胶合板和定向木片板。

2.1.20 轻型木结构的剪力墙 shear wall of ligIlt wood frame construction 面层用木基结构板材或石膏板、墙骨柱用规格材构成的用以承受竖向和水平作用的墙体。

2.2 符 号

2.2.1 作用和作用效应

N——轴向力设计值;

Nb——保险螺栓所承受的拉力设计值;

M——弯矩设计值;

Mx、My——构件截面x轴和y轴的弯矩设计值;

M0——横向荷载作用下跨中最大初始弯矩设计值;

V——剪力设计值;

σmx、σmy——对构件截面x轴和y轴的弯曲应力设计值;

W——构件按荷载效应的标准组合计算的挠度;

Wx、Wy——荷载效应的标准组合计算的沿构件截面x轴和y轴方向的挠度。

2.2.2 材料性能或结构的设计指标

E——木材顺纹弹性模量;

fc——木材顺纹抗压及承压强度设计值;

fcα——木材斜纹承压强度设计值;

fm——木材抗弯强度设计值;

ft——木材顺纹抗拉强度设计值;

fv——木材顺纹抗剪强度设计值;

[W]——受弯构件的挠度限值;

[Nv]——螺栓或钉连接每一剪面的承载力设计值。

2.2.3 几何参数

A——构件全截面面积;

An——构件净截面面积;

A0——受压构件截面的计算面积;

Ac——承压面面积;

b——构件的截面宽度;

bv——剪面宽度;

d——螺栓或钉的直径;

e0——构件的初始偏心距;

h——构件的截面高度;

hn——受弯构件在切口处净截面高度;

I——构件的全截面惯性矩:

i——构件截面的回转半径:

l0——受压构件的计算长度;

S——剪切面以上的截面面积对中性轴的面积矩:

W一构件的全截面抵抗矩:

Wn——构件的净截面抵抗矩;

Wnx、Wny——构件截面沿x轴和y轴的净截面抵抗矩;

α——上弦与下弦的夹角,或作用力方向与构件木纹方向的夹角: λ——构件的长细比。

2.2.4 计算系数及其他

φ——轴心受压构件的稳定系数;

φ1——受弯构件的侧向稳定系数;

φm——考虑轴向力和初始弯矩共同作用的折减系数;

φy——轴心压杆在垂直于弯矩作用平面y-y方向按长细比λy确定的稳定

系数;

φv——考虑沿剪面长度剪应力分布不均匀的强度折减系数;

kv——螺栓或钉连接设计承载力的计算系数。

范文六:《钢结构设计规范》 投稿:郝噈噉

本工程所需国家现行的技术规范和质量标准目录

1、《钢结构设计规范》

2、《低合金高强结构钢》

3、《优质碳素结构钢及一般技术条件》

4、《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》

5、《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》

6、《热轧工字钢尺寸、外形、重量及允许偏差》

7、《热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差》

8、《美国材料与试验协会系列标准》

9、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母垫圈与技术条件》

10、《钢结构用挪剪型高强度螺栓连接副》

11、《六角头螺栓——C级》

12、《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺栓》

13、《涂装前钢材表面绣蚀等级和除锈等级》

14、《多功能钢铁表面处理液通用技术条件》

15、《低合金钢焊条》

16、《焊接用钢盘条》

17、《熔化焊用钢丝》

18、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》

19、《低合金钢埋弧焊用焊剂》

20、《溶解乙炔》

21、《电石》

22、《气体保护焊用钢丝》

23、《焊接质量保证钢溶化焊接头的要求和缺陷分级》

24、《钢结构焊缝外形尺寸》

25、《气体、手工电弧焊及气体保护焊坡口基本型式和尺寸》

26、《埋弧焊坡口基本型式和尺寸》

27、《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》

28、《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》

29、《焊接接头机械性能试验取样方法》

30、《焊接接头冲击试验方法》

31、《焊接接头拉伸试验方法》

32、《焊缝及溶 金属拉伸试验方法》

33、《焊接接头弯曲及压扁试验方法》

34、《焊接接头及堆焊金属硬度试验方法》

35、《焊接接头应变时效敏感性试验方法》

36、《焊缝金属和焊接接头的疲劳试验法》

37、《钢结构工程施工及验收规范》

38、《钢结构工程质量检验评定标准》

39、《建筑钢结构焊接规程》

40、《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》

41、《钢结构制作工艺规程》

范文七:结构设计规范 投稿:严喅喆

机 构 设 计 规 范

一,目的

本规范的目的是指导机构工程师快速和准确的完成产品的机构设计工作,能更好的与流程保持同步,提高产品设计的标准化。 二,范围

本规范适用于塑胶电子产品的机构设计工作。本规范可作为机构工程师的工作指导书和新进工程师的培训资料。

三,权责

机构工程师应严格按照本规范进行机构设计工作,同时按照此规范进行文件的输出和召开机构评审会议。

四,定义

工业设计:在塑胶电子产品行业,工业设计指产品的造型设计,包括产品的外形设计,产品的颜色搭配。

机构设计:产品的各组成部分的结构尺寸设计,装配关系的确定,模具加工工艺的确定,产品制造工艺的确定,产品检测工艺的确定。 模具设计:产品中塑胶部分和五金部分在开制模具过程中需遵照的尺寸范围和性能的规定。

五,内容

1,产品机构设计在开发工作中的作用

产品开发的工作一般分为;产品的工业设计,产品的机构设计,产品的电路设计,产品工艺设计,产品的包装设计。具体见附表1-产品的开发

流程表。产品开发工作的细化要求各个部门之间要有良好的协作关系。在产品开发初期,项目经理对产品可行性作大量的工作,如产品的市场前情的调查,样品的试制,性能的测试和成本的核算等。产品的设计工作主要是将成功的试验室产品转化成可量产化产品的过程,即实现产品设计和检测的电子化,产品制造的流水线化的过程。

在产品开发中,无论何种电子产品,无论机构部分占主导,还是电路部分占主导,机构设计应该是主要部分,结构设计的好坏直接决定产品是否能够成功实现预期的目标,产品开发的工作是否按期完成,电路设计的空间是否得到充分保障,空间位置是否得到优化,生产工艺是否合理,生产效率是否得到保证,这些将决定产品开发的成功与否。

2.机构设计流程

2.1.产品开发的工作应该以产品质量为目标进行的产品设计过程。在国际上,产品开发已经被列入质量考核的一项内容。如ISO9000,APQP,六西格马等。在各个行业中,为了统一产品的质量标准,行业标准同样规范了产品的开发标准。因此,公司会根据以上标准制定适合本公司的开发标准规范。产品开发工程师应熟悉本公司标准规范,并以此规范为指导进行设计工作。

2.2.产品开发工作同样涉及到开发部与其他部门的协作。项目经理应该清楚产品开发过程中,各协作部门的信息的沟通,保证产品开发工作的顺利完成,应该以会议的形式将协作的部分列入开发的流程中。

2.3.在产品开发过程中,项目经理按照开发流程,应及时将每一阶段的工作完成并形成文件,从DR1~DR4的过程中,应及时进行检讨的工作,

保证产品开发的每个阶段工作完成的同时,检讨工作和文件也应及时完成。

3.机构设计的技术性

3.1.机构工程师应具有相关专业的技术知识,如机械结构的组成,相关专业数语的掌握,产品组成部分的材质和成型工艺;掌握相关设计软件的使用方法,如熟练使用PROE等三维软件,和AUTOCAD等二维软件。

3.2.机构工程师应积极了解同行业产品的结构设计水平,收集优质产品的技术性资料。并结合本公司的技术水平进行技术的革新,完善本公司的开发的技术工作。

3.3.公司应建立完善的技术培训机制,提高设计人员的技术水平,培养内部优秀的技术人员。建立高水平的技术平台,组建优秀的技术开发团队。

4.机构设计工程师成长的连续性

4.1.技术人员的稳定性是保证公司产品质量的重要部分,因此,技术人员成长必须要有连续性,即工程师始终具有向上的精神,技术无止境,而是缺少动力,保证技术人员的工作具有阶梯性,保证重点工作的人员储备充足,才能促使工程师工作的主动性和积极性,才能保证技术水平不断提高,才能保证产品的质量不断满足市场需要。

4.2.产品质量因为技术的稳定提高得到保证。在产品的整个加工过程中,产品的加工工艺得到稳定,同时得到完善,产品的质量将随着各个环节的改进而得到最好的保证。

5.机构设计工作的评审

5.1.产品的机构组成部分通常没有现成的物料可以采购。需要通过机

械加工和开制模具来制造。机构部分的投入部分为固定投入,即为不可回收和转移的费用。因此,机构设计工作一定要通过评审才能通过。质量要求较高的产品还应制作手板验证。机构设计工作的评审应组成专家小组,从业务端的客户信息到产品的生产为止,同时进行评审,努力达到产品开发的一次成功率。

5.2.评审的内容应包括客户端对产品品质的要求,业务端的市场信息,产品组成的供应链的区域性和周期性,产品成本合理性,产品电路部分的空间,产品的生产工艺的合理性,产品检测设备的齐备性等,评审工作应不断细化,标准化,高水平化。避免产品设计的低级错误的发生,成为产品设计的检验程序,保证产品开发的一次成功率。

6.机构设计资料的移转

6.1.机构工程师应向电路工程师提供PCB的尺寸图纸和文件,机构工程师提供给电路工程师的图纸应注明外形和空间的尺寸,并标明公差,复杂的产品,机构工程师应将主要元器件和各部分的连接位置标注清楚,并与电路工程师进行必要的沟通,保证设计工作的准确性。

6.2.机构工程师应向工程技术部门提供产品的装配图纸和文件,图纸中应注明各组成部分的尺寸和连接方式,以及组成尺寸,简易的加工工艺说明。另文件中应注明材料的使用和注意事项。机构工程师应及时与工艺工程师进行沟通,保证设计工作的准确性。

7.机构工程师的绩效考核

7.1.在产品开发过程中,产品的结构较简单,机构工程师的考核应以时间为界限,在规定的时间内,工程师在产品加工技术提升,达成产品开

发一次成功率,主动完成工作的成绩,合作团队间的协作,工作面貌等的综合评分,连续3次有显著成绩,可申请工资调整和岗位级别的提升。详细的评分标准见附表2.

7.2.在产品开发过程中,产品的结构较复杂,机构工程师的考核应以工作业绩为界限,将所负责项目及时和准确完成,在与客户端技术沟通中,在供应链的协调过程中,产品在整个产品的开发过程中,在制造的整个过程中起到主导作用,并主动解决主要技术问题。机构工程师起到了决定成败的作用。在同类产品的完成时间和质量上有明显成绩3次,可申请工资调整和岗位提升。详细的评分标准见附表3.

范文八:铝合金车轮设计及结构分析 投稿:袁釙釚

【摘要】车轮是汽车行驶系统中重要的安全部件,汽车前进的驱动力通过车轮传递,车轮的结构性能对整车的安全性和可靠性有着重要的影响。另外,车轮还是汽车外观的重要组成部分。传统车轮设计多凭借经验展开,存在着设计盲目性大、设计制造周期长、成本高等诸多弊端。面对日益激烈的市场竞争,企业迫切需要采用科学的手段改善设计方法,本文所采用的CAD技术和有限元分析方法是解决上述问题的理想方法。本文运用工业设计理论,将造型设计构思表现的方法与技能应用于车轮设计中,结合车轮结构尺寸优化和形状优化,使工程技术与形式美密切结合,综合表现了车轮的性能、结构和外观美。

  【关键词】铝合金车轮;有限元分析;结构设计;强度分析;疲劳分析

  1.引言

  普遍意义的车轮包括轮胎和金属轮辆一轮辐一轮毅两部分,本文所研究的车轮只限于金属轮惘一轮辐一轮毅部分,不包括轮胎。车轮是介于轮胎和车桥之间承受负荷的旋转件,它不仅承受着静态时车辆本身垂直方向的自重载荷,同时也经受着车轮行驶过程中来自各个方向因起动、制动、转弯、物体冲击、路面凹凸不平等各种动态载荷所产生不规则力的作用,是车辆行驶系统中重要的安全结构部件,其结构性能是车轮设计中主要因素[1]。另外,车轮作为整车外观的主要元素之一,象征着整车的档次,多变的铝合金车轮轮辐形态和明亮的色泽越来越为人们所关注,因此车轮的外观设计也因此变得越发的重要。

  2.铝合金车轮的设计方法

  车轮制造企业的设计手段依然采用传统的设计方法,其设计及生产流程如图1所示。

  图1 传统的车轮设计流程图

  产品的结构强度、疲劳性能则在产品试样制造出来后,通过试验来验证。这样导致产品的设计周期过长,成本过高。而且设计时为了保证产品的通过率,避免反复多次修改模型,设计人员往往留有过大的设计欲量,对于大批量生产的企业,这无形中造成了材料浪费,增加成本[2]。

  此外,当试验失败进行结构修改时,设计人员也是凭借经验,通过局部增加材料达到提高强度的目的,缺乏理论依据,具有较强的盲目性,对于产品的结构优化更是无从入手[3]。因此,采用新的技术和手段,使车轮设计由经验类比型向科学分析计算型转变,是车轮行业一项势在必行的工作。

  3.载荷的处理

  试验中车轮所受到应力有弯曲疲劳试验工况下产生的结构应力和车轮在制造过程(如铸造、机加工、热处理等)中产生的残余应力。车轮铸造中往往会产生疏松、针孔等缺陷,它们在一定程度上影响了材料的属性及其疲劳强度,机加工过程的进刀量和进刀速度等工艺也会在车轮上留下残余应力,热处理过程有着消除残余应力的作用,但是这些残余应力受众多因素影响[4],难以在有限元仿真中进行定量分析,因此我们只考虑试验工况下车轮结构应力的作用。

  在动态弯曲疲劳试验工况下,车轮承受载荷来源有三个,轮毅紧固螺栓产生的预紧力、车轮高速旋转时产生的离心力和试验弯矩载荷。表1和表2分别为车轮的设计参数及试验参数。

  表1 车轮设计参数

  产品规格 设计载荷 静载荷半径 偏距 安全系数

  16×6.5 500kg 350mm 50mm 2

  (1)试验弯距

  试验弯矩可通过式(1)求得。最小循环次数也可根据车轮的尺寸及安全系数查SAE J2530得出,车轮试验参数如表2所示。

  表2 车轮的试验参数

  产品规格 试验弯矩 实验转速 螺纹扭矩 要求寿命

  1.6×6.5 2880 1700 110 2000000

  在有限元模型中,载荷是加在加载轴端,L为加载轴长度:

  M=L×Fv                           (1)

  施加载荷:

   (2)

  (2)螺栓预紧力

  在试验过程中车轮通过轮毅的五个螺栓固定在安装盘上,螺纹规格为M12x1.5,试验要求螺栓扭矩达到110Nm,根据机械设计原理,普通螺纹力矩:

  (3)

  螺栓轴向载荷:

   (4)

  螺纹中径:

  升角λ:

   (5)

  当量摩擦角:

   (6)

  其中,普通螺纹的牙型斜角为300}螺栓材料为A3钢,其摩擦系数f为0.20根据上述公式,代入相关数据即可得作用在轮毅上螺栓预紧力。

  4.设计载荷的变化对结构应力的影响

  为了检测车轮的疲劳性能,改变车轮的设计载荷,对不同的设计载荷分别进行车轮的弯曲疲劳寿命试验。表3-7是设计载荷及其相应的试验弯矩。本节利用有限元静力学分析法,计算车轮在各试验弯矩作用下,结构危险点的应力值状况,分析结果如表3所示。

  表3 设计载荷及其相应的试验弯矩

  试验载荷kg 330 500 690 865

  试验弯矩Nm 1920 2880 4000 5000

  节点Mpa 71.5 108 149 189

  由于螺栓预紧力仅对螺栓孔附近区域产生影响,对车轮结构其他部位影响近乎为零,因此有限元分析时仅考虑离心力及试验弯矩作用(以下分析相同)。

  由分析结果可见,随着设计载荷、试验弯矩的增大,车轮结构的应力也随之线性增大。应力最大点在四种试验弯矩下,结构应力值均低于材料的屈服极限,处于线弹性状态,因此采用线弹性分析是可行的。

  5.结论

  车轮是介于轮胎和车桥之间承受负荷的旋转件,是车辆行驶系统中重要的安全部件,同时也是汽车外观重要组成部分,车轮的造型设计、结构强度和疲劳强度是车轮设计的关键。传统的车轮设计主要进行造型设计,结构强度和疲劳强度通过试样的试验验证。该方法对经验有很强的依赖性,存在设计盲目性大、周期长、成本高等弊端。

  结合有限元方法对车轮进行结构优化、强度分析和疲劳分析,在设计阶段预测车轮的结构强度和疲劳寿命,并实现优化设计。保证产品质量的前提下,缩短了产品的设计周期,降低了产品的设计和制造成本。

  参考文献

  [1]赵玉涛编.铝合金车轮制造技术[M].北京:机械工业出版社,2004.

  [2]王祖德.中国汽车车轮生产现状及展望[J].汽车与配件,2001(23):21.

  [3]姜晋庆,张铎编.结构弹塑性有限元分析法[M].北京:宇航出版社,1990.

  [4]翁运忠,张小格.载货车车轮轮辐结构优化分析[J].汽车科技,2002(1).

  作者简介:王豪楠(1990―),男,山东烟台人,研究方向:汽车运用工程。

范文九:铝合金扶手杆的结构设计 投稿:洪虜虝

摘要:扶手是城轨车辆必不可少的组成部分,能起到维持乘客站立平衡和缓解乘客疲劳的作用。文章选取北京S1线磁浮列车的中立柱铝合金扶手杆作为分析对象,通过有限元仿真试验研究扶手杆几何设计参数对铝合金扶手杆强度的影响,为扶手设计提供理论依据。

  关键词:城轨车辆;铝合金扶手杆;有限元方法;结构设计;磁浮列车 文献标识码:A

  中图分类号:O346 文章编号:1009-2374(2016)16-0007-03 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.16.004

  城市轨道列车是一种运行于城市内部的快速、大运量的轨道车辆,具有优越的疏通客流的能力,车辆内部装饰和设备根据客流量进行布置。为了能够提高客运能力,适应轨道交通短途、大运量的特点,车辆内部只布置座椅和扶手,因此扶手是城轨车辆中重要的内装部件。在车辆正常启动、停车以及紧急制动的时候,扶手起到维持乘客站立平衡和缓解乘客疲劳的作用,其布局和结构形式多种多样。在客流高峰时期,中立柱扶手杆上抓扶的乘客数量很多,导致扶手杆承受较大的冲击力。因此在扶手的结构设计中,会重点考虑扶手杆的强度、刚度性能,要求扶手杆能满足一定的静态载荷而不产生永久变形、断裂等问题。

  在实际应用中,扶手杆多采用不锈钢管制成,其直径一般在32~38mm之间。不锈钢管表面多采用拉丝电涌或喷砂点解抛光处理。

  铝合金材质的扶手杆在国内城轨车辆领域应用比较少,主要原因在于普通工业用铝合金的力学性能弱于不锈钢,且表面处理比较困难。现有的城轨车辆中,铝合金扶手多采用阳极氧化进行表面处理。但是铝合金有着不锈钢无法比拟的优势:重量轻、易成型。

  有限元分析作为一种辅助设计手段,在城轨车辆的强度分析中已有应用。参考文献[1]根据标准《客车车体及其构件的载荷》(UIC 566-1990)中规定的“扶手纵向、水平和垂直三个方向的载荷大于750N”,结合上海轨道交通11号线车辆扶手结构,对地铁车辆的受力最恶劣的座椅侧扶手进行强度分析计算,结果表明铝合金材质具有轻量化、易成型的优点,并且得出在给定的工况条件下,该扶手结构满足强度要求。参考文献[2]以广州地铁6号线车辆铝合金扶手结构设计为例,利用ANSYS Workbench仿真软件建立了顶部扶手的数值分析模型,论述了该模型的约束和加载情况,并通过应力应变分析,得出了最后的计算结果。结果表明,利用有限元分析可以缩短设计和验证周期,避免多次试验不合格再修改设计进行验证的情况。如此既可以节约时间,又可以节省试验费,提高设计效率。

  但是这些研究基本上都是在铝合金扶手杆几何尺寸不变的条件下进行的强度验证试验,极少涉及铝合金扶手杆几何设计参数最优取值的问题。

  本文在前人研究的基础上,以大量的实验数据为依据,结合自己的研发设计工作:分析了铝合金扶手杆外径D和壁厚ξ对扶手杆应力应变的影响趋势,在满足强度要求的条件下,寻求D和ξ的最优取值;讨论了增强铝合金扶手杆强度的其他结构设计方式。

  1 壁厚和直径对扶手杆强度的影响

  1.1 扶手杆模型描述

  磁浮列车是一种新型交通工具,利用磁力使车体浮离地面,跟地面保持一定距离,保持磁浮的状态,再利用电机推进,就像一架超低空飞机贴近特殊的轨道运行。磁浮列车不同于一般的城轨、地铁车辆,轻量化是磁浮车辆永恒的主题之一。

  唐车公司研发生产的中低速磁浮列车对车内设备的重量提出了比较苛刻的要求。为了达到轻量化的要求,车辆的各部件都要求在满足性能需求的前提下尽可能减轻重量。因此,相对于不锈钢材质的扶手,铝合金扶手是一种不错的设计方案。

  本文拟采用的材料为7020A-T6,符合GB/T 6892-2006标准要求。

  材料常数如表1所示:

  车内所采用的铝合金扶手杆,杆长2100mm,为薄壁空腔圆管。试样外径设为D,壁厚设为ξ;扶手杆局部最大应力设为σ,安全系数S=δs/σ,根据《客车车体及其构件的载荷》(UIC 566-1990),要求最小安全系数S大于1.1。

  1.2 建立数值分析模型

  1.2.1 网格划分。在ANSYS Workbench环境中导入外部几何结构,采用Solid六面体单元离散,构建整体结构的详细分析模型。扶手杆采用扫掠的方法进行网格划分,如图1所示:

  1.2.2 约束及加载。计算中采用实际的约束方式,即扶手杆两端的6个自由度完全约束。

  加载方面,要求:(1)900N的横向负载应用在所有扶手范围内的任何点上,1300N/m的叠加力均匀分布,扶手不允许出现永久变形;(2)900N的垂直负载应用在所有扶手范围内的任何点上,1300N/m的叠加力均匀分布,扶手不允许出现永久变形。

  1.3 强度计算与分析

  加载后的Von-Mess应力云图如图2所示:

  通过大量的仿真计算发现,扶手杆发生应力集中最严重的区域,发生在扶手杆两端施加约束的地方,如图3所示。在扶手杆的末端,可以通过局部加强来提高强度。

  1.3.1 壁厚ξ对扶手杆局部最大应力σ的影响。在外径D为32~38mm,壁厚分别为1~4mm的49种铝合金扶手杆试样上进行试验、计算,得到的扶手杆局部最大应力σ随ξ的变化情况如图4所示:

  从图4可以看出:(1)在外径D一定的条件下,ξ是影响扶手杆强度的一个主要因素。σ随着ξ的增大而逐渐的减小。当ξ小于2.5mm的时候,局部应力集中的变化幅度非常大,变化幅度接近100~140MPa/0.5mm;但随着ξ的逐渐增大,使得扶手杆的承载能力得到加强,应力集中明显削弱。当ξ为2.5~4mm时,试样局部最大应力趋于稳定。(2)在ξ一定的条件下,σ随D的增大而逐渐减小,但变化不大,基本都在5~10MPa/mm,说明扶手杆外径D对应力集中的影响程度很小。   1.3.2 ξ对S的影响。

  从图5可以看出:

  当D=32mm,ξ>4mm;D=33mm,ξ>3.8mm;D=34mm,ξ>3.5mm;D=35mm,ξ>3mm;D=36mm,ξ>2.5mm;D=37mm,ξ>2.2mm;D=38mm,ξ>2mm时,S>1.1,符合设计要求。其他情况不能够满足强度要求。

  从试验数据可以得出,ξ是影响安全系数的重要因素,0.5mm壁厚差值,就会造成很严重的局部应力集中,产生局部疲劳失效区域,不利于扶手杆的整体强度。

  2 扶手杆断面设计

  2.1 新型断面设计

  铝合金扶手杆与不锈钢扶手杆,除了材质和壁厚不同外,多数情况下采取了同样的设计方式,即空腔薄壁结构,如图6所示:

  为了增强铝合金管的强度,除了增加壁厚,还可以通过内部加强筋的方式来提高强度,扶手杆型腔断面如图7所示。

  2.2 强度计算

  在外径D为38mm,如图6、图7所示两种类型的铝合金扶手杆试样上进行试验、计算,得到的扶手杆最大应力σ随ξ的变化情况如图8所示:

  从图8可以看出,增加加强筋后,铝合金管的抗疲劳强度大大增强。

  3 结语

  综上所述,所得到的结论主要如下:(1)壁厚ξ是影响安全系数S的主要影响因素。ξ对S的影响,主要是因为ξ的变化改变了扶手杆应力集中区域的应力集中程度。ξ减小,扶手杆两端的应力集中加剧;ξ增大,应力集中减弱,故ξ越小越不利于扶手杆的抗疲劳能力。(2)外径D对安全系数S有一定的影响,但是影响不大。(3)本文中,内部加强筋是增加铝合金扶手杆强度的有效方式,加强筋的使用避免了单一的通过增加壁厚来提高强度的单一方式,而且强度更高。

  参考文献

  [1] 李振阳,郭海洋.上海轨道交通11号线车辆侧扶手强度分析[J].电力机车与城轨车辆,2012,35(3).

  [2] 马维莲,张克姝.有限元分析在城轨车辆扶手结构设计中的应用[J].沿海企业与科技,2011,(12).

  [3] 张光伟,韩志卫.北京地铁八通线地铁车体开发设计[J].铁道车辆,2005,43(11).

  [4] 陆娟,洪荣晶,朱状瑞.铝合金地铁车体零件有限元模态分析[J].铁道工程学报,2005,(6).

  [5] 岳译新,林文君,雷挺.地铁铝合金车体模态和稳定性有限元分析[J].设计与研究,2008,35(4).

  [6] 一般工业用铝及铝合金挤压型材(GB/T 6892-2006)[S].

范文十:手机结构设计规范(图文) 投稿:夏冂冃

手机结构设计规范

第一章总体结构设计

一、手机总体尺寸长、宽、高的确定

(一)

宽度(W)计算:

宽度一般由LCD、主板、电池三者之一决定。

1、 LCD决定宽度W1:

W1 =A+2(2+0.5)=A+5

2、主板PCB决定宽度W2:

W2 =A+2(2+0.5)=A+5

3、电池决定宽度W3:

此为常规方案

W3=A+2(0.3+0.7+0.5+1)=A+5

W3=A+2(0.3+0.7+0.5+1)=A+5

此为手机变窄方案

W3=A+2(0.3+1)=A+2.6

然后比较W1、W2、W3的大小,其中值最大的为手机的宽度。

(二)、厚度(H)计算:

1、直板手机厚度(H):

(1)、直板手机的总厚度H:

直板手机厚度H由以下四部分组成:

①电池部分厚度H1;

②电池与PCB板间的厚度H2;

③PCB板厚度H3;

④LCD部分厚度H4。

(2)、电池部分厚度H1:

H1=A1+1.1

(3)、电池与PCB板间的厚度H2:

H2=屏蔽罩高度A+标签0.2+与电池部分的间隙0.2=A+0.4。

(4)、PCB的厚度H3:

手机的PCB板的长度大于80时,H3=1,否则PCB板易翘曲变形;

手机的PCB板的长度小于80时,H3=0.8。

(5)、LCD部分厚度H4:

H4=A2+1.9

2、翻盖手机(翻盖上装有LCD)厚度H:

(1)、翻盖手机(装有LCD)的总厚度H:

H=H1+H2+H3+H4+H5

翻盖手机的厚度H由以下五部分组成:

①电池部分厚度H1;

②电池与PCB板间的厚度H2;

③PCB板厚度H3;

④PCB板与LCD部分的厚度H4;

⑤LCD部分(即翻盖)的厚度H5。

(2)、电池部分厚度H1:

电池部分厚度与直板手机相同,参考直板手机的计算方法。

(3)、电池与PCB板间的厚度H2:

电池与PCB板间的厚度与直板手机相同,参考直板手机的计算方法。

(4)、PCB板厚度H3:

PCB板的厚度与直板手机相同,参考直板手机的计算方法。

(5)、PCB板与LCD部分(即翻盖)间的厚度H4:

(6)、LCD部分(即翻盖)厚度H5:

LCD部分的厚度取决于LCD的放置方式,通常有以下两种形式:

要求B≥0.6,是因为当小护镜承受较大的力时,要保证小护镜变形后,小护镜不能接触到 LCD,以免使LCD损坏。

3、翻盖手机(没装LCD)的厚度H:

(1)、翻盖手机(没装LCD)的总厚度H:

H=H1+H2+H3+H4+H5+0.5

翻盖手机(没装LCD)的总厚度H由以下五部分组成:

①电池部分厚度H1;

②电池与PCB板间的厚度H2;

③PCB板厚度H3;

④LCD部分的厚度H4;

⑤翻盖的厚度H5。

(2)、H1、H2、H3、H4:

这四部分的厚度与直板手机的相同,参考直板手机的计

算方法。

(3)、翻盖的厚度H5:

H5≥A+1.6(通常A=3.4)

(三)、长度(L)计算:

手机长度主要由机芯、LCD、电池这三者之一决定的。

1、

机芯决定手机总长度L1:

机芯部分主要考虑:

①A4——I/O连接器(I/O connector)与外壳间所留距离,当I/O连接器处无I/O口塞时A4≥0.4,有I/O口塞时A4=0.8~1.2,保证I/O连接器不超出手机外壳表面,同时又要保证I/O连接器能与充电器的I/O口塞子配合;

②A3——I/O连接器长度;

③1.2——I/O连接器与SIM卡间所留距离= I/O连接器与机壳的间隙0.5 + 机壳壁厚0.6 + 机壳与SIM卡的间隙0.1; ④A2=15——SIM卡长度,因为SIM卡为标准件;

⑤1.3——SIM卡与屏蔽罩间所留距离= SIM卡与机壳的间隙0.1 + 机壳壁厚0.7 + 机壳与屏蔽罩的间隙0.5;

⑥A1——布元器件主要区域长度,应与硬件工程师讨论决定,保证元器件能布下;

⑦2.5——PCB板与机壳外表面距离= 间隙0.5+机壳壁厚2。

2、 LCD决定手机总长度L2:

(1)、要求受话器(receiver)四周封闭:

L2=A1+A2+A3+A4+B+2

①A1——翻盖的转轴部分长度,它由转轴的直径D决定:

其中0.5的间隙是为了保证翻盖转动时,不会与手机前壳发生干涉。

②A2——螺钉部分长度:

(a)当螺钉部位与LCD的边缘相交即C>0时,A2 = 3.8,如下图所示:

(b)当螺钉部位与LCD边缘不相交即C≤0时,A2=2:

A2=LCD与机壳的间隙0.5 + 机壳壁厚1.5。

③A3——LCD长度;

④A4——受话器部分长度:

A4=受话器的长度10+筋的厚度2*0.5+间隙0.5=11.5;

⑤B——Receiver的筋与机壳的间隙:

当倒扣在里侧时,B≥6,为倒扣处模具的侧抽芯所留的空间;

当倒扣在外侧时,B≥0.6,因为此时模具的侧抽芯在机壳外侧;

(2)、不要求Receiver四周封闭

L2=A1+A2+A3+A4+B+2≥A1+A2+A3+13.6

其中A1、A2、A3参照“要求receiver四周封闭”的计算方法。

3、电池决定手机总长度L3:

需考虑的尺寸:

①B1——由外观决定;

②8~10——电池扣长度:保证电池扣的导向总长度不小于8,使电池扣的滑动可靠; ③2.2~2.3——电池扣与电池芯间的距离:

④A——电池芯的长度;

⑤≥8.8——电池芯与电池面壳外表面的距离:

a)电池里壳壁厚0.7:是为了保证超声波焊接后的熔接痕宽度;

(b)电池保护板与电池里壳的间隙0.5:比另一端的间隙大,主要因为该端存在电池保护板与电池连接器之间的定位; (c)电池保护板的宽度要≥5。

⑥B2——由外观决定。

二、

局部核算及注意事项:

(一)、宽度核算:

宽度方向需局部核算的地方是倒扣部位的宽度,要保证倒扣处有2.2的宽,详细设计见普通倒钩的结构设计。

(二)、厚度核算:

1、直板手机的厚度核算:

直板手机需厚度核算的主要有:

①SIM处的厚度核算;

②键盘处的厚度核算。

(1)SIM卡处厚度核算:

若H2

若H

2≥A+1.75,则SIM卡处厚度是足够的。

(2)、按键处厚度核算:

H4≥2.15合格

2、 翻盖手机(装有LCD)的厚度核算:

翻盖手机(装有LCD)需厚度核算的地方:SIM卡处厚度核算。

其核算方法与直板手机相同。

3、

翻盖手机(没装LCD)的厚度核算:

翻盖手机(没装LCD)需厚度核算的有:

①SIM卡处厚度核算;

②按键处厚度核算。

(1)、SIM卡处厚度核算:

翻盖手机(没装LCD)在SIM卡处的厚度核算与直板机相同。

(2)、按键处厚度核算

H4≥2.65合格

第二章零件设计

一、零件材料选择

手机结构件主要用热塑性塑料。热塑性塑料中又以PC、ABS或者PC与ABS的混合材料用得居多。零件材料不同,零件的结构设计也有所不同,故在作总体结构和零件设计之前应确定手机零件的材料。

二、手机零件设计总体要求:

①满足强度、刚度、韧性、硬度、冲击性等物理性能的要求,实现使用功能;

②尽可能不改变外观;

③零件容易加工;

④零件成本低;

⑤符合装配工艺性;

⑥符合维修工艺性;

⑦尽可能标准化、通用化;

⑧符合设计规范;

⑨满足零件检验、实验要求,保证质量;

⑩符合手机使用寿命。

三、零件结构设计

(一)、壁厚及间隙

①通常(PC、ABS料)壁厚选用0.8~1.5;

②与外观相关的壁厚要大于等于0.6;

③SIM卡下面的机壳壁厚设计为0.4~0.5,多数情况下选用0.5;

④局部的不影响外观、不受力、面积小于10mm2的地方:

(a)若四周有连接的,壁厚不允许小于0.3;

(b)若只有两面有连接的,壁厚不允许小于0.4。

⑤PCB板元器件与机壳在长度、宽度方向的间隙要大于等于0.5,但允许局部(长度小于10)的地方间隙为0.3;在厚度方向的间隙至少留0.2,只允许局部地方(如电池与SIM卡扣处的机壳的间隙可为0.1)。

⑥导航键、侧键的间隙为0.15mm。

(二)、筋

根据筋的功能分类,筋主要有加强、定位筋和压SIM卡的筋。

(1)加强筋

(2)定位筋

①电池面壳上用于定位的筋如图(1);

②前后壳侧面用于定位的筋如图(2)。

如:A=A-0.030

B=A±0.02=(A+0.1)-0.08-0.12

即:间隙0.05,过盈0.02

图(1)

图(2)

(3)、压SIM卡的筋

(三)、镶件

镶件的形式通常有以下两种形式,一般选用第二种形式,它更可靠些。

(四)、电池扣

①要避免电池扣自锁;

②电池扣的倒向槽总长度不得小于8;

③要保证电池扣容易装进去,能够取出来;

④电池扣的配合面无拔模斜度。

(五)、电池卡扣

要保证卡扣饶着A、B点能够转出,需核算该距离。

(六)、电池

电池设计三原则:

①电池与后壳配合的卡扣都做倒电池面壳上;

②电池保护板不能小于5;

③超声波焊接做在电池里壳上。

(七)、Metaldome的设计

metaldome可贴在PCB上,也可贴在键盘上。

贴在PCB板上所具有的优点:①防静电;②与PCB密封,可有效防灰尘等。但它的不足之处在于:①易损坏PCB上的元器件;②metaldome与按键间的装配误差大。

相反地,贴在键盘上则克服了上种情况的不足,但在防静电、防灰尘方面又不如上种情况好。

一般metaldome的直径为5,而与它接触的按键上的凸台的直径为2。要求按键上的凸台与metaldome之间的装配误差小于0.2。 metaldome在PCB上的焊盘设计如下:

(八)、装饰条:

(九)

、倒扣:

1、倒扣的位置:

2、倒扣的设计

①上端倒扣,前后壳滑动扣住时A=0.8~1.2;

②上端倒扣,前后壳靠倒扣的塑性变形扣住(如手机s288)时A=0.5~0.6;

③普通倒扣,A=0.4。

(十)、LCD的结构设计

A1——为LCD点阵区尺寸,由LCD规格书确定;

A2——为LCD最大可视区尺寸,由LCD规格书确定;

A3——在满足条件下,A3越大越好,这样LCD的可视面积较大。

LCD设计满足以下条件:

A3—A1≥0.5;

A2—A3≥0.5;

A4—A3≥0.5;

A5—A4≥0.3最优,A5—A4=0极限;

A6—A4≥0.5最优,A6—A4≥0.2极限;

(十一)、按键设计

按键的上表面的面积要大于25mm2。

(十二)、倒扣与PCB板干涉处理:

前后倒扣处厚度有2.6mm,左右倒扣处厚度有2.2mm,若与PCB板发生干涉,解决方案之一:挖掉PCB板。

(十三)、结构件的固定形式:

①螺纹;②倒扣;③热铆接;④超声波焊接;⑤不干胶粘接;⑥胶水粘接;⑦紧配合。

(十四)、转轴部位的设计

(十五)、胶、防尘圈的设计

1、材料的选择,原则上选用“首选”的胶,若要选用“次选”的胶则要通过评审:

(1)护镜上用的胶:

首选:Tesa4965(0.2厚),Tesa4967(0.16厚);

次选:3M9495LE(0.15厚),Tesa4965PV4。

(2)防尘圈材料:

首选:SR-S-40P(未压缩0.5厚,加胶的厚度不超过0.05),Poron公司;

次选:Poron4790-92-25021-04-P(未压缩0.53厚,加胶的厚度不超过0.05)、

Poron4790-92-30012-04P(未压缩0.3厚,加胶的厚度不超过0.05)。

(3)热熔胶:

首选:Tesa8401(0.2厚);

次选:3M615S(0.2厚)。

2、胶和防尘圈原则上用手工粘贴,因此要求胶和防尘圈的冲切工艺如下:

3、、在胶、防尘圈的设计图纸中要表明包装方式,参考如下:

4、对于胶的设计还应该考虑粘贴时便于工人用镊子去掉胶的保护膜,即要求在保护膜上有一条小缝:

(十六)、减震垫的设计

(十七)、I/O连接器处机壳设计

(十八)、屏蔽罩设计

A) 仅有屏蔽盖 B1)屏蔽盖上有孔(屏蔽罩和支架组合在一起后,贴片) 屏蔽罩的分类:

B) 屏蔽盖+屏蔽支架组成 B2)屏蔽盖上无孔(分开包装,分开贴片)

屏蔽片设计规范:

1)

拔模斜度:2°~4°,设计尺寸应为开口端尺寸。(适用于A、B两种情况)

2)

材料为镍白铜 C7521R-H, 厚度为0.2mm。(适用于A、B两种情况)

3)

屏蔽盖 + 支架的相互配合尺寸(适合于B):

4)

屏蔽罩有转角时,要求屏蔽盖和屏蔽支架相互错开,保证装配后转角处无孔:H3=H1+H2-0.1~0.2

5)

屏蔽支架挖空的位置要有利于测试、维修。

6)

屏蔽支架要留合理的吸盘位置便于贴片(SMT),圆盘状要求直径≥Φ5,方形要求4X4。

第三章PCB布板图

PCB布板图是与硬件工程师交流的重要工具,其规范如下:

备注:绘图时选用黑色为背景颜色,这里选用白色为背景颜色仅仅是排版问题。 说明:本设计规范中无特殊说明的,单位为毫米(mm)

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