一种大型箱体结构的制作方法

本发明涉及一种大型箱体结构，主要为该类结构系列化设计提供参考。

背景技术：

大型箱体结构在工业设备中应用广泛，例如门式起重机主梁、机床床身、锻压设备横梁等；大型箱体结构占据了设备的大部分体积和质量，在设备中起着承载作用，决定着设备的最大加工能力和承载重量等基本参数。

目前，大型箱体结构主要依据经验和类比方法设计，导致此类结构重量和体积较大，箱体内部筋板布局和厚度没有科学理论依据，材料利用率较低；在提倡绿色环保、节约资源的今天，在保证现有性能基础上，如果设备中笨重大型箱体结构能够减轻一些重量，那么在制造过程中将会节省材料、在运输和使用过程中将会节省能源，故本发明公布了一种大型箱体结构，为该类结构加工制造提供参考。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种大型箱体结构，通过对不同尺寸箱体结构进行拓扑优化获得结构的特征，提取两者共有特征为该类大型箱体结构，得到使此类结构在其满足工程使用要求的前提下，减轻大型箱体自重，提高材料利用率，降低生产成本。

为了实现上述目的，对结构是壁厚为8mm的空心矩形长方体简支梁进行拓扑优化设计，长方体左右两端的下部各20mm区域受到全约束，长方体上端承受载荷；分别将载荷加在大型箱体左、中、右端，根据载荷加载位置的的不同分别得出不同的拓扑结构，提取各个拓扑结构共有的特征为该类大型箱体结构。

该大型箱体结构各部件之间是通过焊接而成的。

该大型箱体整体结构可以分成两大部分：中间主体结构和左右两端支撑结构。

该大型箱体结构两端支撑结构是倾斜的，并且两端支撑结构部分上下材料被去除，使结构整体为梯形形状，支撑结构下方的孔洞也为梯形。

该大型箱体结构中间主体部分为上宽下窄的倒梯形结构，并且前后中心位置分别有一个较大的孔洞。

该大型箱体结构的腹板整体结构呈类似于m形。

该大型箱体结构上盖板被分成三部分：两端的上盖板和中间部分的上盖板，其中两端呈条状的上盖板用于增强结构整体受力能力。

该大型箱体结构下盖板同样被分成三部分：两端的下盖板和中间部分的下盖板。

附图说明

图1是本发明的左右二等角轴测图。

图2是本发明的前视图。

图3是本发明的上视图。

图4是本发明的右视图。

图中：1、上盖板2、下盖板3、腹板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步地描述：

该大型箱体结构是对箱体结构的壁厚为8mm的空心矩形长方体简支梁进行拓扑优化设计得到的；长方体左右两端的下部各20mm区域受到全约束，长方体上端承受载荷；分别将载荷加在大型箱体左、中、右端，根据载荷加载位置的的不同分别得出不同的拓扑结构，提取各个拓扑结构共有的特征为该类大型箱体结构。

如图1所示，一种大型箱体结构，大型箱体结构由上盖板1、下盖板2、腹板3焊接而成。

其中上盖板被分成三部分：左右两端呈条状的上盖板1和中间部分的上盖板1，其中左右两端呈条状的上盖板1用于增强结构整体受力能力；下盖板同样被分成三部分：左右两端呈条状的下盖板2和中间部分的下盖板2；腹板3整体呈类似于m形。

该大型箱体整体结构可以分成两大部分：中间主体结构和左右两端支撑结构；中间主体部分为上宽下窄的倒梯形结构，并且前后中心位置分别有一个较大的孔洞；两端支撑结构是倾斜的，并且两端支撑结构部分上下材料被去除，使结构整体为梯形形状，支撑结构下方的孔洞也为梯形。

本发明针对不同箱体结构外形尺寸变化较大的问题，对不同尺寸箱体结构进行拓扑优化获得结构的特征，提取两者共有特征为该类大型箱体结构，为几何外形为空心长方体，内部有复杂筋板结构布置，底部区域受约束，上表面承受载荷，整体受载工况与简支梁相似的箱体结构加工制造提供参考。

本发明上述描述给出了本发明的基本结构，任何熟悉本领域的技术人员可根据箱体结构受力情况在该大型箱体结构内部布置筋板，但凡不脱离本发明的技术实质所作的任何简单改动，仍属于本发明的范围。

技术特征：

技术总结
本发明公布了一种大型箱体结构，即针对不同箱体结构外形尺寸变化较大的问题(如桥式起重机主梁跨度一般为10米以上，而锻压机下横梁长度则要小很多)，对不同尺寸箱体结构进行拓扑优化获得结构的特征，提取两者共有特征为该类大型箱体结构。该大型箱体结构适合于几何外形为空心长方体，内部有复杂筋板结构布置，底部区域受约束，上表面承受载荷，整体受载工况与简支梁相似的箱体结构。该大型箱体结构为该类结构加工制造提供参考。

技术研发人员：秦东晨;王然然;杜鹏;张姗;张东明;胡朋磊;陈江义;朱强;王迎佳
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2017.04.25
技术公布日：2017.07.04