加强筋结构和箱体的制作方法

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种加强筋结构和应用有该加强筋结构的箱体。

背景技术：

加强筋作为机械领域中的常用部件，通常形成为角板，分别焊接到需要相互连接的部件上，以提高连接强度。

如图1所示，在水箱、垃圾箱等箱体中经常利用三角形加强筋结构，即梯形板焊接到拼接宽板1和拼接长板2来提高箱体的连接强度。但是，由于三角形加强筋所承受的力主要集中在三角形的夹角处，从而容易在焊缝处产生较大的应力集中而导致焊缝的撕裂，不但容易造成加强筋的失效，还可能对箱体本身造成破坏。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种加强筋结构，该加强筋结构能够避免使应力集中到焊缝，从而可靠地保证加强筋板的增强作用的实现。作为本发明的另一目的是提供一种箱体，该箱体能够有效地维持一定的强度，避免箱体焊缝破裂。

为了实现上述目的，本发明提供一种加强筋结构，所述加强筋结构包括受力部和设置在所述受力部上的连接部，所述受力部具有至少一个弧形曲部以能够相应于通过所述连接部传递而来的力而变形。

优选地，所述受力部为圆弧曲板，该圆弧曲板的两个非弯曲侧为所述连接部。

优选地，所述圆弧曲板的厚度从中央位置向两侧逐渐减小。

优选地，所述圆弧曲板的宽度从中央位置向两侧逐渐减小。

优选地，所述连接部上设置有连接端板，该连接端板为矩形板。

为了实现上述另一目的，本发明提供一种箱体，所述箱体包括相互连接的拼接宽板和拼接长板，所述拼接宽板和拼接长板之间通过根据上述技术方案所述的加强筋结构连接，所述连接部为所述受力部的两个非弯曲侧，所述连接部与所述拼接宽板和拼接长板的焊缝平行与所述拼接宽板和拼接长板之间的焊缝。

优选地，所述受力部的最小厚度等于所述拼接宽板和拼接长板中厚度较小的。

为了实现上述另一目的，本发还提供一种箱体，所述箱体包括相互连接的拼接宽板和拼接长板，所述拼接宽板和拼接长板之间通过根据上述技术方案所述的加强筋结构连接，所述拼接宽板和拼接长板之间的夹角为φ，所述圆弧曲板的圆周角θ应满足如下条件：

为了实现上述另一目的，本发另提供一种箱体，所述箱体包括相互连接的拼接宽板和拼接长板，所述拼接宽板和拼接长板之间通过根据上述技术方案所述的加强筋结构连接，所述连接端板通过焊接或螺栓分别连接到所述拼接宽板和拼接长板。

优选地，所述焊接为三面围焊。。

通过上述技术方案，利用能够相应于受力而允许变形的弧形曲部，使加强筋结构能够保持有一定的弹性，避免应力集中到加强筋结构的连接部的连接处，从而可靠地保证了加强筋板的增强作用的实现，利用有本发明所述加强筋结构的箱体能够有效地维持一定的强度，避免箱体焊缝破裂。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中的加强筋结构示意图。

图2是本发明所述加强筋结构的一种具体实施方式的立体图。

图3是本发明所述加强筋结构的另一种具体实施方式的立体图。

图4是本发明所述加强筋结构的再一种具体实施方式的立体图。

图5是本发明所述箱体的结构示意图。

图6是本发明所述加强筋结构的再一种具体实施方式的结构示意图。

图7是图6所示加强筋结构的应力分布图。

附图标记说明

1 拼接宽板 2 拼接长板

3 梯形板

10 加强筋结构 11 受力部

12 连接部 13 连接端板

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

本发明提供一种加强筋结构，如图2-4所示，该加强筋结构包括受力部11和设置在受力部11上的连接部12，所述受力部11具有至少一个弧形曲部，从而能够相应于通过连接部12传递而来的力而变形。也就是说，由于加强筋结构中具有受力使允许变形的弧形曲部，因而能够保持有一定的弹性，避免应力集中到加强筋结构的连接部的连接处(焊缝)。

由于本发明所述的加强筋结构具有弹性，因而能够使加强筋抗拉刚度相对较小，能够更好地与被连接板(下述的拼接宽板1和拼接长板2)的刚度相配合，使刚度适中，具有良好的加强作用。

如图7所示，本发明所述加强筋结构10受力时，应力较大的部位不在两连接板的端面处，而位于弧形结构的中部，从而能够有效地改善加强筋两端焊缝处应力，提高焊缝的可靠性。其中，A区为应力最大区、B区为应力较小区、C区为应力最小区。

通过上述分析和受力图可知，本发明所述加强筋的应力分布方式完全不同与三角形加强筋，不会产生如在焊缝连接处产生应力集中，从而容易保证焊接的连接强度，避免焊缝开裂或拼接板撕裂。

该受力部11能够为一个或者多个弧形曲部形成，弧形曲部能够为椭圆弧或者其他曲线弧，只要其能够在承受来自连接部12的力时，其弧度能够发生微变形而吸收部分应力即可。具体地，其弧度能够使受力部11发生比连接部12较大的弹性变形而使应力最大区位于或靠近弧形结构中部即可。

如图3-4所示，优选为受力部11为圆弧曲板，该圆弧曲板的两个非弯曲侧为连接部12，更进一步优选连接部12上设置有连接端板13，该连接端板13为矩形板。其中弧形半径为R，受力部宽度为等宽，均为W,连接端板13的宽度与受力部的宽度相等，均为W，连接端板13的长度为L。

另外，容易理解的是，本发明所述的受力部的厚度能够沿弧形周向方向发生变化，即能够相应与弧形周向方向上的应力变化而设计受力部的厚度。例如在受力部为圆弧曲板时，其厚度从中央位置向两侧逐渐减小，也就是说，能够将中部的厚度设计地较厚，以应对相对较大的应力，从而利用截面的变化而减少中部和端部的应力差，降低最大应力值。

另外，本发明所述的受力部的宽度W可沿弧形周向方向发生变化，即能够相应与弧形周向方向上的应力变化而设计受力部的宽度。例如在受力部为圆弧曲板时，其宽度从中央位置向两侧逐渐减小，也就是说，能够将中部的宽度设计地较宽，以应对相对较大的应力，从而利用截面的变化而减少中部和端部的应力差，降低最大应力值。

本发明还提供一种箱体，如图5所示，该箱体的拼接板包括相互连接的拼接宽板1和拼接长板2，拼接宽板1和拼接长板2之间通过根据上述技术方案所述的加强筋结构10连接，从而能够加强两拼接板之间的连接强度。由于加强筋结构10形成有具有弧形曲部的受力部11，从而能够利用加强筋结构的弹性，避免应力集中在加强筋结构10与拼接板之间的焊缝连接处，改善焊缝受力状态，有效地保证加强筋结构10的连接可靠性。

具体地，连接部12为受力部11的两个非弯曲侧，这样连接部12与拼接宽板1和拼接长板2的焊缝均能够平行于拼接宽板1和拼接长板2之间的焊缝，从而使来自拼接板上的力能相对均匀地传递到受力部11上，并在弧形曲部的中央处形成最大应力处。

在上述技术方案的基础上，受力部11的最小厚度等于所述拼接宽板1和拼接长板2中厚度较小的，以避免由于弧形加强筋厚度设计不合理而导致连接焊缝处的应力过大。

另外，本发明还提供一种箱体，箱体包括拼接宽板1和拼接长板2，拼接宽板1和拼接长板2之间通过根据上述技术方案所述的加强筋结构10连接，如图6所示，拼接宽板1和拼接长板2之间的夹角为φ，所述圆弧曲板的圆周角θ应满足如下条件：从而能够避免加强筋结构10的焊缝处的应力过大，并且使加强筋结构10中部的应力大于连接端部的应力。具体地，当拼接宽板1和拼接长板2相互垂直时，即φ为90°，此时，圆弧曲板的圆周角θ取值范围为：45°≤θ≤90°。

另外，在上述技术方案的基础上，所述连接部能够通过焊接等各种方式连接到拼接板上。优选当连接部上设置有连接端板13时，连接端板13通过焊接连接到拼接宽板1和拼接长板2。优选该焊接为三面围焊，即焊缝为连接部12之外的其他三面，通过该焊接，不但焊缝受力相对较均匀，而且有一定的受力面积，不但能够使得具有弧形曲部的加强筋结构的加强作用较好，而且又不易导致局部应力集中。

通过应力分析可知，采用现有技术中的三角形加强筋，即采用的梯形板3的两侧斜边分别与拼接板焊接，且梯形板3垂直于拼接板，这样设置，最大应力位于梯形板3的下边尖端与拼接板的焊缝连接处，最大值为200Mpa。而本发明所述加强筋结构的弧形曲部的延伸方向(图4中的宽度方向W)与拼接板延伸方向(拼接宽板1和拼接长板2)相同，最大应力位于弧形曲部的中部，而不在焊缝处，其最大值也较小，为156Mpa。从引力分析的结果能够得知采用本发明的加强筋的水箱拼接处的应力明显得到改善。

另外，对于无密封要求的箱体，所述连接端板13能够通过螺栓连接到拼接板上。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。