[发明专利]一种带有自支撑结构的单悬臂梁架的设计方法

权利要求书

1.一种带有自支撑结构的单悬臂梁架的设计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1，设定支座(1)的设计参数：

支座(1)的设计参数具体为：长度a₂、宽度b₂、高度c₂；

步骤2，根据步骤1设定的参数设计支座(1)的结构；

步骤3，设定悬臂梁(2)的设计参数：

悬臂梁(2)的设计参数具体为：长度a₁、宽度b₁、垂直截面高度差c₁以及悬臂梁(2)与支座(1)之间的夹角θ，θ的范围为[90°，180°)；

步骤4，根据步骤3设定的悬臂梁(2)参数在支座(1)的顶部一侧设计悬臂梁结构；

步骤5，在悬臂梁(2)和支座(1)之间设计自支撑结构(3)，即得到带有自支撑结构的单悬臂梁架，所述自支撑结构的形状为圆弧或者椭圆弧；

所述步骤5的具体过程如下：

步骤5.1，根据悬臂梁(2)与支座(1)之间的夹角θ的不同取值范围选取θ的加权系数k₁，具体过程如下：

当θ＝90°时，加权系数k₁等于2；

当90＜θ＜150时，加权系数k₁等于3；

当150≤θ＜180时，加权系数k₁等于0；

步骤5.2，计算悬臂梁(2)的长度a₁与支座(1)高度c₁的比值s，0＜s＜1，根据比值s的不同取值范围确定该比值s的加权系数k₂，求加权系数k₂的具体过程如下：

当0＜s＜0.2，加权系数k₂等于1；

当0.2≤s＜0.7，加权系数k₂等于2；

当0.7≤s≤1时，加权系数k₂等于3；

步骤5.3，根据步骤5.1和步骤5.2所得的结果求自支撑结构(3)的加权系数k；

步骤5.4，根据步骤5.3所得的加权系数k选取自支撑结构(3)的类型，其中，0＜k≤9，具体过程为：

当0＜k≤4时，自支撑结构(3)的形状为圆弧；

当4＜k≤9时，自支撑结构(3)的形状为椭圆弧，椭圆弧的长轴短轴比为7：4；

步骤5.5，求单悬臂梁架的危险截面(4)的许用弥补长度[r]；

步骤5.6，确定单悬臂梁架的危险截面(4)的实际弥补长度r₁、r₂，当自支撑结构为圆弧状时，单悬臂梁架的危险截面(4)的实际弥补长度为r₁；当自支撑结构为椭圆弧状时，单悬臂梁架的危险截面(4)的实际弥补长度为r₂；

步骤5.7，求自支撑结构(3)的起始点距支座底部的距离h₁、h₂，其中h₁为圆弧状自支撑结构的起始点距支座底部的距离，h₂为椭圆弧状自支撑结构的起始点距支座底部的距离h₂；

步骤5.8，确定自支撑结构(3)的终止位置；

步骤5.9，令自支撑结构(3)的宽度b等于悬臂梁的宽度b₁，当自支撑结构为圆弧状时，圆弧所对圆心o与自支撑结构起始点的连线与支座垂直；当自支撑结构为椭圆弧状时，椭圆弧的长轴a_m与支座垂直，且椭圆弧的长轴a_m的一端过椭圆弧支撑结构的起始点；根据步骤3中设定的悬臂梁(2)和支座(1)之间的夹角θ、单悬臂梁架的危险截面(4)的实际弥补长度r₁和r₂及自支撑结构的起始位置和终止位置在悬臂梁(2)和支座(1)之间设计出自支撑结构，即得到带有自支撑结构的单悬臂梁架。

2.根据权利要求1所述的一种带有自支撑结构的单悬臂梁架的设计方法，其特征在于：所述步骤5.3的具体过程如下：

根据如下公式(1)求自支撑结构的加权系数k：

k＝k₁k₂ (1)。