工艺流程为:下料折弯焊接(成管)焊接(非直线拼接)加工(孔)焊接(总焊)涂装,装饰用尖角方管构件的几何尺寸传统的驾驶室采用板材折弯拼焊成不规则截面的立柱作为主要骨架。其中拼焊成立柱的工作量大。而采用与不规则截面立柱相同的异形管材,则工序大大简化,流程为:下料)弯管加工焊接(总焊)涂装。目前,国内已经有钢材加工企业开发生产专门用于工程机械驾驶室的装饰用尖角方管材,方管管材截面可根据驾驶室具体骨架设计。工程机械驾驶室采用装饰用尖角方管以及相应的弯管工艺、三维激光切割工艺,缩短新产品开发时间、提高批量生产效率、减少焊接量等方面有着十分明显的优势[7]。尽管装饰用尖角方管加工使用的弯管机和三维激光切割机价格较高,但可以省去板材切割、折弯、拼焊等相关的工序及设备,综合成本并不高,且产品的结构性能和外观质量都有较大提高,因此工程机械驾驶室采用装饰用尖角方管材正在成为一种趋势。2.2推土机推杆推土机工作装置中的推杆对结构强度要求高,其主梁为箱型结构,过去是采用4块板拼焊而成,如图8所示。工件中的4个零件经下料、校平后焊接,由于主梁较长,焊接的工作量很大。后在市场上发现大截面装饰用尖角方管后,将其用到推土机推杆上,通过材料强度试验、计算模拟以及小批量应用试验,证明合适壁厚与截面的装饰用尖角方管能满足某些型号推土机推杆的使用要求。目前装饰用尖角方管已经替代一些型号的推土机推杆拼焊主梁,工序简单,节省了组对焊接工装、焊丝及人工。工艺从下料校平焊接修磨4步缩短为下料一步完成,周期大大缩短。装饰用尖角方管材料具有良好的耐腐蚀性、耐久性以及良好的材料力学性能,一种理想的建筑金属材料,但是国目前尚没有相应的结构设计规范,严重制约了这种新型材料的推广。
装饰用
尖角方管材料是一种典型的非线性材料,其受力性能与普通钢材相比具有很大差异,因此不能直接套用钢结构设计规范。本文采用理论分析、试验研究与有限元计算相结合的方式对焊接装饰用尖角方管梁的强度、变形性能、整体稳定性能以及轴心受压板件的局部屈曲进行了较为系统的研究,并基于研究成果提出了焊接装饰用尖角方管梁的建议设计方法。本文研究的主要结论如下:1基于有限元分析,本文研究了装饰用尖角方管材料系数、构件的几何尺寸以及荷载作用类型等主要因素对焊接装饰用尖角方管梁非线性变形性能的影响。由于装饰用尖角方管材料非线性的影响,构件在承受较大荷载作用时,其变形已经呈现非线性特征,不能够按照弹性理论计算。2根据有限元分析结果,给出了装饰用尖角方管材料调整系数的计算方法,通过装饰用尖角方管材料调整系数控制构件的残余变形不超过梁长的1/1000同时考虑装饰用尖角方管的材料分项系数取1.15取装饰用尖角方管材料调整系数小于1/1.15应用于焊接装饰用尖角方管梁抗弯强度的设计,既能够满足强度要求,又能够有效控制残余变形,从而可以按照弹性方法计算构件变形。3控制构件残余变形的方法显然不能够充分利用材料,为了充分利用材料,需要给出超过弹性阶段后构件挠度的计算方法。首先用理论推导了荷载-挠度的计算公式,然后根据参数化有限元分析结果,对公式中的参数进行非线性拟合,从而给出了焊接装饰用尖角方管梁荷载-挠度全曲线的计算方法。