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鋁管行情
具體而言，壓力容器5052鋁板厚度計(jì)算本發(fā)明涉及壓力容器5052鋁板技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種橢圓弧加圓弧型5052鋁板及橢圓弧加圓弧型5052鋁板的成型模具。背景技術(shù)：5052鋁板是指用以封閉容器端部使其內(nèi)外介質(zhì)隔離的元件，又稱端蓋。圓筒形容器的5052鋁板一般都是回轉(zhuǎn)殼體。按5052鋁板表面的形狀可分為凸形、錐形、平板形和組合形。凸形5052鋁板是指外表面形狀為凸面的5052鋁板，如半球形、橢圓形、碟形和無折邊球形5052鋁板等。眾所周知，壓力容器標(biāo)橢5052鋁板無法旋壓成形，只能用力學(xué)性能較差的R＝0.9Dr＝0.17D碟形5052鋁板即標(biāo)碟5052鋁板近似取代，這里D為5052鋁板或筒體直徑，R為球面半徑，r為轉(zhuǎn)角處半徑。此外，由于標(biāo)橢5052鋁板一般能做到跟筒體等強(qiáng)度，故其計(jì)算厚度跟筒體厚度大體相等。進(jìn)而，考慮到5052鋁板在成形過程中局部厚度要減薄，于是通常5052鋁板下料厚度要比筒體大2mm現(xiàn)有的標(biāo)橢5052鋁板或標(biāo)碟5052鋁板以及球形5052鋁板在生產(chǎn)中存在問題：耗費(fèi)的材料比較多；不方便制造，尤其是較大直徑的5052鋁板。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的于提供一種橢圓弧加圓弧型5052鋁板，其能夠節(jié)省生產(chǎn)材料且便于備料，同時還方便加工制造。本發(fā)明的另外一個目的于提供一種橢圓弧加圓弧型5052鋁板的成型模具，其能夠用于制造上述橢圓弧加圓弧型5052鋁板。本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種橢圓弧加圓弧型5052鋁板，所述橢圓弧加圓弧型5052鋁板的內(nèi)表面視為中間面，所述中間面由經(jīng)線以預(yù)設(shè)軸Y為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而成，所述經(jīng)線包括橢圓弧段和圓弧段，橢圓弧段與圓弧段平滑過渡。另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供的橢圓弧加圓弧型5052鋁板，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：本發(fā)明的可選實(shí)施例中，給定的直角坐標(biāo)系XOY中，橢圓弧段所在橢圓的中心位于原點(diǎn)O長半軸位于X軸，短半軸位于Y軸，長半軸與短半軸的比值為2第一象限中的橢圓弧段與坐標(biāo)軸X和Y交點(diǎn)分別為BA取長半軸OB中點(diǎn)E作OB垂線與橢圓弧BA 相交于點(diǎn)FX0Y0所述橢圓弧加圓弧型5052鋁板所相連的筒體的直徑為DF點(diǎn)的坐標(biāo)滿足以下公式：X0＝(1/4DY0＝(30.5/8D作F點(diǎn)的法線FM交Y軸于點(diǎn)MX1Y1M點(diǎn)的坐標(biāo)滿足以下公式：X1＝0Y1＝－330.5/8DM點(diǎn)為圓弧段所在圓的圓心，F(xiàn)M為圓弧段所在圓的半徑，
FM滿足以下公式：FM＝(130.5/4D≈0.9014D以FM為半徑的圓弧FN與Y軸正半軸的交點(diǎn)為NX2Y2N點(diǎn)的坐標(biāo)滿足以下公式：X2＝0Y2＝(2130.5330.5/8D≈0.2519D本發(fā)明的可選實(shí)施例中，所述橢圓弧加圓弧型5052鋁板的厚度為δ，δ的計(jì)算滿足以下公式：δ＝0.9PcDi/[2〔σ〕tφ－0.5Pc]式中，Pc計(jì)算壓力，單位：MPa〔σ〕t設(shè)計(jì)溫度下5052鋁板材料的許用應(yīng)力，16mn無縫鋼管單位：MPaφ—焊接接頭系數(shù)；Di5052鋁板內(nèi)直徑，單位：mm本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種橢圓弧加圓弧型5052鋁板的成型模具，用于制作上述任一項(xiàng)所述的橢圓弧加圓弧型5052鋁板，所述橢圓弧加圓弧型5052鋁板的成型模具對應(yīng)具有圓弧段NF以及橢圓弧段FB給定的直角坐標(biāo)系XOY中有：當(dāng)0≤X≤0.25Di時，圓弧段NF方程為X2+[Y+330.5/8]2＝(13/16Di2當(dāng)0.25Di≤X≤0.5Di時，橢圓弧段FB方程為X2/0.25Di2+Y2/0.0625Di2＝1本發(fā)明的有益效果是此種橢圓弧加圓弧型5052鋁板相較于標(biāo)橢5052鋁板、標(biāo)碟5052鋁板而言，有更好的應(yīng)力狀態(tài)，且耗費(fèi)的材料更少，并且由于可以與筒體等厚度下料，對于備料而言也更方便。加工制造時既可沖壓成型又可旋壓成形或分瓣成形。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。圖1為橢圓弧加圓弧型5052鋁板的經(jīng)線在直角坐標(biāo)系中的形成方法示意圖；圖2為橢圓弧加圓弧型5052鋁板在直角坐標(biāo)系中的示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一種實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的經(jīng)線組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。但是其形成方式是一致的因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例�；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。應(yīng)注意到相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。實(shí)施例1本實(shí)施例提供了一種橢圓弧加圓弧型5052鋁板，橢圓弧加圓弧型5052鋁板的內(nèi)表面視為中間面，中間面由經(jīng)線以預(yù)設(shè)軸Y為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而成，經(jīng)線包括過渡段橢圓弧段和中間段圓弧段，橢圓弧段與圓弧段平滑過渡。即二弧相交處交點(diǎn)的法線或切線重合。生產(chǎn)實(shí)踐中，一般忽略5052鋁板的內(nèi)表面和中間面的區(qū)別。此種橢圓弧加圓弧型5052鋁板相較于通用的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形5052鋁板(簡稱標(biāo)橢5052鋁板)標(biāo)準(zhǔn)碟形5052鋁板(簡稱標(biāo)碟5052鋁板)而言，有更好的應(yīng)力狀態(tài)，耗費(fèi)的材料更少，并且由于通常可以與筒體等厚度下料，對于備料而言也更方便。同時，加工制造時可以不像標(biāo)橢5052鋁板那樣局限于沖壓成形，只能旋壓或分瓣成形成力學(xué)性能較差的標(biāo)碟5052鋁板來代替。具體的參見圖1給定的直角坐標(biāo)系XOY中，橢圓的中心位于原點(diǎn)O長半軸位于X軸，短半軸位于Y軸，長半軸與短半軸的比值為2第一象限中的橢圓弧段與坐標(biāo)軸X和Y交點(diǎn)分別為BA取長半軸OB中點(diǎn)E作OB垂線與橢圓弧BA 相交于點(diǎn)FX0Y0橢圓弧加圓弧型5052鋁板及相連接的筒體的直徑為DF點(diǎn)的坐標(biāo)滿足以下公式：X0＝(1/4DY0＝(30.5/8D作F點(diǎn)的法線FM交Y軸于點(diǎn)MX1Y1M點(diǎn)的坐標(biāo)滿足以下公式：X1＝0Y1＝－330.5/8D以M點(diǎn)為圓心，以FM為半徑畫圓弧FN與Y軸相交于NX2Y2點(diǎn)，F(xiàn)M滿足以下公式：FM＝(130.5/4D≈0.9014DN點(diǎn)的坐標(biāo)滿足以下公式：X2＝0Y2＝(2130.5330.5/8D≈0.2519D顯然，0.2519D此種橢圓弧加圓弧型5052鋁板的近似深度，與標(biāo)準(zhǔn)橢圓形5052鋁板、標(biāo)準(zhǔn)碟形5052鋁板的深度0.25D比值為1.0076二者相差甚微。此外，可以證明此種橢圓弧加圓弧型5052鋁板的內(nèi)表面積和容積與標(biāo)準(zhǔn)橢圓形5052鋁板近似相等。其中，長半軸與短半軸之比值還可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)改變。長半軸OB上的取點(diǎn)也可以不止取中點(diǎn)。本發(fā)明的可選實(shí)施例中，橢圓弧加圓弧型5052鋁板的厚度為δ，δ的計(jì)算滿足以下公式：δ＝0.9PcDi/[2〔σ〕tφ－0.5Pc]式中，Pc計(jì)算壓力，單位：MPa〔σ〕t設(shè)計(jì)溫度下5052鋁板材料的許用應(yīng)力，單位：MPaφ—焊接接頭系數(shù)；Di5052鋁板內(nèi)直徑，單位：mm本實(shí)施例的原理在于：通過對現(xiàn)有5052鋁板的研究，發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種橢圓弧加圓弧型5052鋁板，使計(jì)算厚度是標(biāo)橢5052鋁板計(jì)算厚度的0.9倍。于是即使考慮了成形減薄量，通常情況就可以與筒體等厚度下料了這樣既節(jié)省了材料，又方便了備料。此橢圓弧加圓弧型5052鋁板的強(qiáng)度經(jīng)有限元計(jì)算能夠達(dá)到發(fā)明目標(biāo)。再結(jié)合厚度計(jì)算公式，最終制成的5052鋁板能夠比對應(yīng)型號的標(biāo)橢5052鋁板、標(biāo)碟5052鋁板節(jié)省更多的制造材料，而且能夠采用沖壓成形或旋壓成形或分瓣成形的方式制造，特別是直徑較大的5052鋁板，制作起來更為靈活方便。實(shí)施例子用料比較。例1設(shè)計(jì)條件：Pc＝0.9MPat＝-196℃，Di＝2100mm〔σ〕t＝137Mpaφ＝1.0材料S30408則標(biāo)橢5052鋁板的δ為6.9mm而橢圓弧加圓弧型5052鋁板的δ為6.2mm如厚度附加量為0.8mm則其名義厚度均為8mm于是落料厚度可分別為10mm8mm其成形后最小厚度分別為6.9mm6.2mm其質(zhì)量分別為395.1Kg315.3Kg后者約占前者的80％。例2設(shè)計(jì)條件：Pc＝1.6MPat＝50℃，Di＝3400mm〔σ〕t＝185Mpaφ＝1.0材料Q345R則標(biāo)橢5052鋁板的δ為14.7mm而橢圓弧加圓弧型5052鋁板的δ為13.3mm如厚度附加量為2.3mm則其名義厚度分別為18mm16mm于是落料厚度可分別為20mm18mm其成形后最小厚度分別為16.2mm14.8mm其質(zhì)量分別為1996.1Kg1793.9Kg后者約占前者的90％。例3設(shè)計(jì)條件：Pc＝2.8MPat＝80℃，Di＝2200mm〔σ〕t＝137Mpaφ＝1.0材料S30408則標(biāo)橢5052鋁板的δ為22.6mm而橢圓弧加圓弧型5052鋁板的δ為20.3mm如厚度附加量為0.8mm則其名義厚度分別為24mm22mm于是落料厚度可分別為26mm24mm其成形后最小厚度分別為22.6mm20.3mm其質(zhì)量分別為1143.8Kg1053.6Kg后者約占前者的92％。一般說來，當(dāng)5052鋁板厚度在8mm至32mm范圍內(nèi)，使用橢圓弧加圓弧型5052鋁板比使用標(biāo)橢5052鋁板可節(jié)省6％至25％的材料，平均節(jié)省約15％的材料。實(shí)施例2本實(shí)施例提供了一種橢圓弧加圓弧型5052鋁板的成型模具，用于制作實(shí)施例1中的橢圓弧加圓弧型5052鋁板，橢圓弧加圓弧型5052鋁板的成型模具對應(yīng)具有圓弧段NF以及橢圓弧段FB給定的直角坐標(biāo)系XOY中有：當(dāng)0≤X≤0.25Di時，圓弧段NF方程為X2+[Y+330.5/8]2＝(13/16Di2當(dāng)0.25Di≤X≤0.5Di時，橢圓弧段FB方程為X2/0.25Di2+Y2/0.0625Di2＝1這里，Di為5052鋁板或筒體的內(nèi)直徑。其中，經(jīng)線圓弧段NF和橢圓弧段FB可以對比參照實(shí)施例1中的圖示中的標(biāo)注。其中，橢圓弧加圓弧型5052鋁板的成型模具可以是沖壓成形上模具或旋壓成形模板或瓜瓣成形模具，只要其成型面能夠滿足上述公式即可。通過對橢圓弧加圓弧型5052鋁板的成型模具的設(shè)計(jì)，能夠使得實(shí)施例1中的橢圓弧加圓弧型5052鋁板的實(shí)際制造得到落實(shí)。綜上，本發(fā)明的橢圓弧加圓弧型5052鋁板相較于一般的標(biāo)橢5052鋁板、標(biāo)碟5052鋁板而言，有更好的應(yīng)力狀態(tài)，且耗費(fèi)的材料更少，并且由于可以與筒體等厚度下料，對于備料而言也更方便。同時由于良好的設(shè)計(jì)，加工制造時可以不再局限于沖壓成形，而且可以旋壓成形或分瓣成形，制造更加方便靈活，對于壓力容器5052鋁板的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。以上所述僅為本發(fā)明的一種實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何改變，例如改變橢圓弧所在橢圓的短半軸和長半軸的比值，又例如改變長半軸上分點(diǎn)的二邊線段的長度的比值等等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。再多了解一些
