设计波纹板的方法和所得到的波纹板与流程

本发明涉及一种波纹板的设计方法以及一种波纹板。更具体地，本发明应用于屋顶覆盖元件，该屋顶覆盖元件是由天然纤维特别是纤维素制成并且用沥青浸渍的波纹板。
背景技术：
：热沥青浸渍纤维素波纹板是已知的，并且无论在实际上还是在标准化下，其尺寸是标准化的。考虑到用于制造这些板的材料特别是纤维素纤维和沥青的成本，希望减少所需的材料量，同时具有令人关注的机械特征，特别是关于板惯性的机械特征。材料的量与材料的体积有直接联系。现在，申请人已经注意到，惯性按照重要性降低的顺序取决于波纹高度、波纹间距、波纹半径和材料厚度，并且可以忽略潜在的其它参数。材料的体积自身按照重要性降低的顺序取决于材料的厚度、波纹间距、波纹高度和波纹半径，可以忽略潜在的其它参数。由于惯性和材料体积这两个特征受相同参数干预的事实，申请人已经创作了一个公式，使得可以确定波纹高度、波纹间距和材料厚度的值，这允许在波纹板的惯性与体积的比值方面得到特别令人关注的特征。波纹半径对材料体积具有小的影响，在公式中未考虑它。所创作的公式是不等式。另外，为了使该公式的应用更一般化，申请人已经更特别地考虑每单位宽度的惯性以及每单位宽度的体积。作为信息，如图1所示，波纹板的长度L平行于波纹的波峰(或波谷)延伸，宽度l垂直于波纹延伸。因此，该宽度关于波纹是横向的。从2003年6月1日的文献“OndulineEasyline”的1-1页，XP055176511已知一种波纹板，但它的尺寸特征不遵循所提出的公式。还已知关于“AQUALINE”波纹板的文献XP055176518和XP055176519或专利申请WO94/18379。这些文献都没有描述这种公式或提出这种最优化问题。另外，惯性取决于尺寸和成分类型的多种参数，在这些文献中没有讲授出于表明的目的和为了得到该公式而选择更加特定的某些参数，或甚至仍然出于上述目的而修改已知的板的更加特别的某些参数而不是其它参数，和得到具有满足该公式的尺寸的波纹板。技术实现要素：因此，本发明涉及一种设计波纹屋顶板的方法，所述沥青浸渍的天然纤维板具有统一的(均匀的)样式，该样式具有由中间平面承载(从中间平面伸展，具有中间平面)的相互平行的交替波纹，所述交替波纹在板的竖向和横向截面上定义了圆形的(弄圆的)波峰，各波峰通过圆形的波谷与相邻的波峰分离，波峰和波谷通过交替的倾斜部分连接，波峰在该中间平面的上方，波谷在该中间平面的下方，所述倾斜部分通过具有中间平面上方的一部分和中间平面下方的一部分而在其中部切割(与之相交)该中间平面，两个连续的(相继的)波峰之间的横向间隔等于两个连续的波谷之间的横向间隔并且定义了波纹的间距(节距)P，该板具有在其尺度(延伸范围)上基本恒定的材料厚度E，该板具有高度H，该高度H被定义成中间平面和波峰的外表面之间的距离的两倍或中间平面和波谷的外表面之间的距离的两倍，这两个距离相同。根据本发明，通过解下列不等式来确定高度H、厚度E和间距P的值：Fi＜H3/(8×E×(H+P))＜Fs其中，Fi＝25mm，Fs＝35mm。在本发明的各实施例中，使用下列措施，这些措施可以单独使用或以任何技术上可能的组合使用：-天然纤维是纤维素纤维，-波纹具有半径R1和半径R2，该半径R1对应于上部波纹亦即波峰的半径，该半径R2对应于下部波纹亦即波谷的半径，-该不等式的界限是：Fi＝29mm，Fs＝31mm，-进一步计算每板单位宽度的惯性参数，对每板单位宽度的惯性参数的所述计算是高度H、厚度E、间距P以及波纹的波峰和波谷的半径R1和R2的函数，通过对每单位宽度的惯性参数的确定值解所述不等式来确定高度H、厚度E和间距P的值，所述确定值是先验地(预先地)定义的每单位宽度的惯性常数，或者是至少一个比先验地确定的每单位宽度的惯性的阈值大的值，-进一步计算每板单位宽度的体积参数，对每板单位宽度的体积参数的所述计算是高度H、厚度E、间距P以及波纹的波峰和波谷的半径R1和R2的函数，通过对每单位宽度的体积参数的确定值解所述不等式来确定高度H、厚度E和间距P的值，所述确定值是先验地定义的每单位宽度的体积常数，或者是至少一个比先验地确定的每单位宽度的体积的阈值小的值，-该方法应用于具有确定的厚度、高度和间距测量结果的未优化的波纹板，以通过修改所述厚度、高度和间距测量中的一个或多个来优化该板的每单位宽度的惯性和每单位宽度的体积中的至少一个参数，对于所述测量结果并根据待优化的参数，该方法包括：计算该未优化的波纹板的每单位宽度的惯性和/或每单位宽度的体积，然后使用该未优化的波纹板的每单位宽度的惯性和/或每单位宽度的体积的结果作为先验地定义的常数，或作为先验地确定的阈值，该阈值是参数的确定值，然后对于每单位宽度的惯性和/或每单位宽度的体积的参数的确定值，通过解该不等式来确定高度H、厚度E和间距P，-波峰和波谷的圆形是具有相同的半径值的圆弧，在未优化的波纹板和优化的波纹板之间保持相同的半径值R1和R2。本发明还涉及一种波纹屋顶板，所述沥青浸渍的天然纤维板具有统一的样式，该样式具有由中间平面承载的相互平行的交替波纹，所述交替波纹在该板的竖向截面上定义了圆形的波峰，各波峰通过圆形的波谷与相邻的波峰分离，波峰和波谷通过交替的倾斜部分连接，波峰在该中间平面的上方，波谷在该中间平面的下方，所述倾斜部分通过具有中间平面上方的一部分和中间平面下方的一部分来在其中部切割该中间平面，两个连续的波峰之间的横向间隔等于两个连续的波谷之间的横向间隔，并且定义了波纹的间距P，该板具有在其尺度上基本恒定的材料厚度E，该板具有高度H，该高度H被定义成中间平面和波峰的外表面之间的距离的两倍或中间平面和波谷的外表面之间的距离的两倍，这两个距离相等。该板的尺寸使得其高度H、厚度E和间距P具有满足下列不等式的值：Fi＜H3/(8×E×(H+P))＜Fs其中，Fi＝25mm，Fs＝35mm。在一个变型中，该不等式的界限是：Fi＝29mm，Fs＝31mm。该板选择成对于高度H、厚度E和间距P的值具有下表的值中的一行的值：HEP46mm2.3mm127mm52mm3mm143mm47mm2.3mm143mm49mm2.8mm127mm在具体实例中，所述倾斜部分基本是直的。附图说明下面将参照附图以非限制性的方式举例说明本发明，在附图中：-图1是沥青浸渍纤维素波纹板的透视图，-图2是沥青浸渍纤维素波纹板的一部分的剖视图(或端视图)，-图3是波纹板最优化的第一示例的剖视图(或端视图)，其具有与参考板的惯性水平相似的惯性水平，但具有减小的重量，该参考板在尺寸方面具有H＝38mm，P＝95mm，E＝3mm，R1＝R2＝16mm，和-图4是波纹板最优化的第二示例的剖视图(或端视图)，其关于参考板的惯性和重量具有更大的惯性水平但具有相似的重量，该参考板在尺寸方面具有H＝38mm，P＝95mm，E＝3mm，R1＝R2＝16mm。具体实施方式通常，所得到的公式允许通过修改与惯性和体积(或等同的重量)相关的高度、波纹间距和/或板厚度中的至少一个参数，无先验地确定波纹板的显示出令人关注的惯性/体积(或等同的惯性/重量)折衷的尺寸或优化已知板的尺寸。该公式由此也可应用于现有的工业设施，该工业设施允许例如对波纹间距或材料厚度的一些调节，而不由此必须建造新的设施。该公式也可以应用成关于期望的惯性值(特别是等于常数或大于阈值)和/或关于期望的材料体积值(特别是等于常数或小于阈值)施加约束的函数，其中，该值可以对应于先验地、无先验地选择的值，或取决于在待优化的其它板上得到的参数。另外，该约束还可以涉及高度、间距和厚度三个参数中的一个或两个，为该参数赋予了一个/两个先验值或等于待优化的板的参数的值。然而，该约束的应用受它必须能够得到满足该不等式的结果的事实限制，因为约束参数数量的增加可能导致不可能得到满足该不等式的高度、间距和厚度结合。还可以得到满足该不等式的高度、间距和厚度值的多个结果，将选择根据确定的标准(例如实现的简单性)最有利的结果。图2至3示出沿横向截面或等同地从板的边缘或纵向端部(如果认为长向平行于波峰或波谷并由此平行于波纹)看去的沥青浸渍纤维素波纹板。在图2中，关于更加特别关心的尺寸参数示出波纹板1的一部分。该板1包括统一的样式，该样式具有由中间平面4支承的相互平行的交替波纹，该中间平面4虚拟地将该板切成两个部分，上部部分和底部部分。交替波纹在板的竖向和横向截面上限定了圆形的波峰2，各波峰2通过圆形的波谷3与相邻的波峰分离。波峰和波谷通过交替的倾斜部分5、5'连接。波峰2在中间平面4上方，波谷3在中间平面4下方。倾斜部分5、5'通过具有中间平面4上方的一部分和中间平面4下方的一部分来在中间平面4的中间切割中间平面4。如果考虑虚拟地偏移这两个部分之间的间距的一半，则这两个部分的波纹关于中间平面4镜像对称。在其它替代实施例中，不是这种情况，特别是在半径R1和R2彼此不同的情况下。在横向上，两个连续的波峰2之间的间隔等于两个连续的波谷3之间的间隔，该间隔定义了波纹的间距P。该板具有在其尺度上(延伸范围中)基本恒定的材料厚度E。该板具有高度H，该高度H被定义成中间平面4和波峰2的外表面之间的距离的两倍或中间平面4和波谷3的外表面之间的距离的两倍，这两个距离相等。换句话说，板1的高度H是其总高度。波峰和波谷作为圆弧而呈圆形，并且具有优选地相同的半径R1(对于波峰2)和R2(对于波谷3)的值，以保证交替的波纹的一半间距P的顶部-底部对称性。优选地，倾斜部分5、5'至少在中间平面4的水平面处包括直线部分，该直线部分随着板的高度H的变化而或多或少地向上和向下延伸。因此，在倾斜部分具有直线部分的情况下，在相应地与波峰或波谷接触的区域可能存在倾斜部分5、5'的过渡部分，该过渡部分既不是直线形也不是圆弧(在直线区域和圆弧区域之间形成过渡)。在其它情况下，整个倾斜部分5、5'既不是直线形也不是圆弧，其构成了过渡部分(在两个圆弧区域之间形成过渡)。现在将说明这些尺寸参数，不等式的应用使得可以确定具有可以被解释的令人关注的惯性比体积(或等同的惯性比重量)特征的板的尺寸。该不等式如下：Fi＜H3/(8×E×(H+P))＜Fs其中，Fi＝25mm，Fs＝35mm。在其最简单的应用中，先验地选择高度H、间距P和厚度E的值，并且通过计算它们是否使该不等式成立来验证。然而，该方法可能很繁琐。在更高级的应用中，实施一种软件，该软件允许扫描高度H、间距P和厚度E的值，该软件对于各扫描值计算它们是否使不等式成立。对值的扫描可以是连续的或优选地基于步进的，各值之间例如具有0.5mm或1mm的步长。优选地，对扫描值设置最小和最大界限，例如厚度的扫描介于1.5mm和5mm之间，扫描步长是0.2mm。在一些情况下，可以设置/约束三个H、P、E参数中的一个或两个，扫描其它两个或其它一个参数。这些扫描方法(仅对H、P、E参数存在或不存在界限)可以给出满足该不等式的H、P、E的多种组合。通过对除了上文表明的对H、P、E的直接约束之外的其它约束，可以更多地限制满足不等式的H、P、E的结果。这些其它约束特别地是惯性和/或体积或重量。惯性和体积或重量也取决于H、P、E、R1和R2参数。也可以考虑其它约束，例如板的宽度、宽度上的波纹数量、板在侧面以波纹的波谷或另一部分结束的事实。在下文中，将考虑每单位宽度的惯性和每单位宽度的体积。在一个简单模式下，该/这些其它约束包括惯性和/或体积或重量的定义值。在其它模式下，可以定义惯性和/或体积或重量的值的范围，并且优选地还通过扫描值的范围来确定参数。先验地定义这些值。这两个约束或两个约束中的仅一个可以与不等式一起使用，由此相应地得到具有三个(不)等式或两个(不)等式的系统。从先前在约束下的应用推断出对板的尺寸的最优化的应用。实际上，这次约束不是先验地定义，而是直接与将被最优化的板的尺寸和/或特征有关。例如，计算或测量将被最优化的板的惯性，确定满足不等式并且产生具有相同的惯性或更好的惯性的最优化板的H、P、E的结果。同样地对于体积或重量，计算或测量将被最优化的板的体积或重量，确定满足不等式并且产生具有相同的体积或重量或更小的体积或重量的最优化板的H、P、E的结果。可以使它们结合，例如以搜索对于相似的或更小的重量具有更好的惯性的最优化板。还可以搜索对于相似的或更好的惯性具有更小的重量的最优化板。术语“相似”在本文中将被理解成具有相同或相近的含义。应理解，任何搜索都是可能的，如同特别地对于更小的重量的更好的惯性。该最优化可以对来自于将被最优化的板的H、P、E的值的H、P、E提出约束：例如，可以提出保持物质的相同的厚度E作为约束。相反地，可以提出相同的间距P和可能相同的H的约束，因为出于屋顶覆盖元件之间的相容性的原因，可能需要该约束。在任何情况下，特别是是否最优化、是否约束的情况下，必须应用至少所表明的不等式，以确定希望得到的板的H、P、E的值。所得到的板具有特别令人关注的惯性比体积(或重量)特征：对于相对减少的材料数量，它们具有令人关注的机械强度，由此节约了材料。显然，可使用简单的或复杂的解决工具来确定满足本发明不等式的板的H、P、E尺寸。例如，对于高度和/或间距和/或厚度和/或惯性和/或体积，通过连续地或离散地扫描值，使用原始方法以搜索满足不等式的高度、间距和厚度值。更高级的方法可包括基于不等式和考虑对高度和/或间距和/或厚度和/或惯性和/或体积的可能的约束来形成函数的步骤，以及然后研究该函数的步骤。优选地，为此应用基于计算机的计算和决策工具。图3和4涉及对已知的沥青浸渍的纤维素波纹板(未示出)的优化，该波纹板具有下列尺寸：宽度为950mm，厚度E为3mm，高度H为38mm，间距P为95mm，波峰和波谷的圆形半径R1和R2为16mm。未优化的板具有10个波峰。该已知板的每单位宽度的惯性是54.4cm4/m。该已知板的每单位宽度的体积是0.007719m3/m。如果对该已知板应用不等式公式，则得到17.19mm，该值在不等式的界限Fi＝25mm和Fs＝35mm之外。在图3和4中，CDG标记出板的重心。在图3中，已经提出约束，以对于更小的每单位宽度的重量，由此对于的更小的每单位宽度的体积，已知板具有相同的每单位宽度的惯性。具有该约束的不等式的应用的一个结果提供了一种板，其尺寸如下：间距P＝143mm，高度H＝47mm，厚度E＝2.3mm。对于所得到的优化板，希望具有接近未优化板的宽度的宽度，并且该板在其两个端部处以波谷的底部结束(或如果将板上下倒置的话，以波峰的顶点结束)。因此，如图3所示，所得到的优化板具有7个波峰和1001mm的宽度，波峰和波谷的圆弧的半径保持R1＝R2＝16mm。如果对这些H、P、E的值应用不等式公式，则得到29.70mm。在图4中，已经提出约束，以针对相同的每单位宽度的重量并由此针对相同的每单位宽度的体积具有相对于已知板的每单位宽度的惯性增加的每单位宽度的惯性。具有该约束的不等式的应用的一个结果提供了一种板，该板的尺寸如下：间距P＝127mm，高度H＝49mm，厚度E＝2.8mm。对于所得到的优化板，希望具有接近未优化板的宽度的宽度，并且该板在其两个端部处以波谷的底部结束(或如果将板上下倒置的话，以波峰的顶点结束)。因此，如图4所示，所得到的优化板具有8个波峰和1016mm的宽度，波峰和波谷的圆弧的半径保持R1＝R2＝16mm。如果对这些H、P、E的值应用不等式公式，则得到29.84mm。还可以根据下列模式优化已知板。如果使用减小的每单位宽度的体积和更好的每单位宽度的惯性搜索优化板，则不等式公式的应用可以给出一种具有P＝143mm、H＝48mm、E＝2.4mm的优化板。该优化板具有61.7cm4/m的每单位宽度的惯性和0.00578m3/m的每单位宽度的体积。如果对该优化板应用不等式公式，则得到30.16mm，该值适当地位于不等式的界限Fi＝25mm和Fs＝35mm内，H、P、E的值由此有效地满足该不等式。将注意到，波峰和波谷的圆弧的半径已经保持R1＝R2＝16mm。再使用减小的每单位宽度的体积和更好的每单位宽度的惯性搜索优化板，不等式公式的应用可以给出一种具有P＝127mm、H＝47mm、E＝2.5mm的优化板。该优化板具有65.5cm4/m的每单位宽度的惯性和比未优化板的每单位宽度的体积小的0.00633m3/m的每单位宽度的体积。如果对该优化板应用不等式公式，则得到29.83mm，该值适当地位于不等式的界限Fi＝25mm和Fs＝35mm内，H、P、E的值由此有效地满足该不等式。将注意到，波峰和波谷的圆弧的半径已经保持R1＝R2＝16mm。应理解，不等式的应用可以提供多组满足不等式的H、P、E的值。因此，为了限制可能的结果的数量，在应用不等式时，可以选择通过约束惯性和/或重量或甚至其它尺寸参数例如H、P、E和/或I(波纹板的宽度)来增加约束。在比简单扫描H、P、E的值以可能在约束下搜索满足不等式的结果更高级的应用中，可以研究不等式公式H3/(8×E×(H+P))的势能曲线以及每单位宽度的惯性和每单位宽度的体积的数列的势能曲线，和通过线性组合来确定公式或曲线，可以随着H、P、E的变化搜索该公式或曲线的奇异点，特别是根据已经对线性组合进行的选择搜索最大值或最小值。在任何情况下，将必须遵守该不等式。当前第1页1 2 3