一种圆筒结构和提高圆筒弯曲刚度的方法

	一种圆筒结构和提高圆筒弯曲刚度的方法
	李少英; 屈中权; 程向明; 宋智明; 徐稚; 梁昱; 钟悦; 张辉
申请（专利权）人	中国科学院云南天文台
专利号	ZL202110181032.6
申请号	CN202110181032.6
	2023-02-28
申请日期	2021-02-08
公开（公告）号	CN113007585A ; CN113007585B
公开日期	2021-06-22
IPC 分类号	F16S5/00 ; G06F30/17 ; G06F30/23 ; G06F119/14
CPC分类号	F16S5/00 ; G06F30/17 ; G06F30/23 ; G06F2119/14
授权国家	中国
专利类型	发明
专利状态	授权
授权日期	2023-02-28
学科领域	机械工程
产权排序	1
摘要	本申请公开了一种圆筒结构和提高圆筒弯曲刚度的方法，该圆筒结构包括主体，所述主体的一端设置有法兰，所述主体的管壁外侧均匀设置有4个梯形加强筋，所述加强筋与所述法兰连接。本申请的结构能够比没有加强筋的优化了的圆筒结构重量轻约42.3％；能够有效的节省材料，进行零件减重。
主权项	1.一种圆筒结构，其特征在于，包括主体，所述主体的一端设置有法兰，所述主体的管壁外侧均匀设置有4个加强筋，所述加强筋与所述法兰连接。 2.根据权利要求1所述的圆筒结构，其特征在于，所述加强筋为梯形加强筋。 3.根据权利要求1所述的圆筒结构，其特征在于，所述加强筋的长度小于所述主体的长度。 4.根据权利要求1所述的圆筒结构，其特征在于，所述主体包括同轴连接的第一中空筒体和第二中空筒体，所述第一中空筒体中空处的直径大于所述第二中空筒体中空处的直径。 5.根据权利要求4所述的圆筒结构，其特征在于，所述法兰设置在所述第一中空筒体远离所述第二中空筒体的一端。 6.根据权利要求5所述的圆筒结构，其特征在于，所述加强筋的长度大于所述第一中空筒体的长度。 7.一种提高圆筒弯曲刚度的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据圆筒结构的工作要求设计参数；步骤2，确定参数定量和参数化变量；步骤3，根据步骤1和步骤2中设计的参数使用CAD软件进行圆筒结构的三维建模；步骤4，将步骤3中构建的三维模型导入有限元Ansys分析软件中；步骤5，在Ansys分析软件中设置圆筒结构的材质；设置圆筒结构的约束，增加圆筒结构的载荷；步骤6，在Ansys分析软件中划分并设置网格；步骤7，在Ansys分析软件中设置步骤6中划分的网格，网格划分结果SKEWNESS≤0.95；若否，返回步骤6中调整网格的参数；若是，继续进行下一步；步骤8，设定目标参数，设置步骤2中确定的参数化变量的范围值；步骤9，选择算法，输出结果；若结果不符合步骤8中设定的目标参数，调整参数化变量后返回步骤6；若结果符合步骤9中设定的目标参数，结束；以上步骤1到9的是针对圆筒所承受的弯矩力在圆筒的圆周方向不确定时，得到的优化高弯曲刚度的圆筒结构布局的过程；通过对筒的结构优化结果进行分析，最终得到带有法兰和周向4个均匀分布的梯形加强筋的筒的优化结构特征。 8.根据权利要求7所述的提高圆筒弯曲刚度的方法，其特征在于，所述步骤1中，圆筒结构的一端为设置有法兰的固定端，并在圆筒结构的管外侧设置有与所述法兰连接的加强筋。 9.根据权利要求8所述的提高圆筒弯曲刚度的方法，其特征在于，步骤2中所述的参数化变量包括：圆筒结构中不同直径的管壁厚；法兰的外径和厚度；加强筋的数量、厚度、长度。 10.一种提高权利要求1-6所述的圆筒结构弯曲刚度的方法，其特征在于，当圆筒的所受的弯曲力垂直于加强筋的大面时，那么此方向的梯形加强筋一般是不会提高圆筒的弯曲刚度的，只有通过合适的加强筋的结构参数才能提高圆筒的弯曲刚度；通过所述判定式t>60.5/2N1,b<3.14×60.5(N12-N02)/(12N1)时，才能实现增加该方向的加强筋与没有加强筋的筒相比会增加筒的刚度，其中的t为加强筋的厚度，b为远离法兰的加强筋末端的边长。
语种	中文
专利代理人	王新爱
代理机构	北京权智天下知识产权代理事务所(普通合伙) 11638
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/24426
专题	光纤阵列太阳光学望远镜研究组
作者单位	中国科学院云南天文台, 云南省昆明市官渡区羊方旺396号
第一作者单位	中国科学院云南天文台
推荐引用方式 GB/T 7714	李少英,屈中权,程向明,等. 一种圆筒结构和提高圆筒弯曲刚度的方法. ZL202110181032.6[P]. 2023-02-28.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN113007585A-一种圆筒结构和（801KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文
CN113007585B-一种圆筒结构和（550KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文