[发明专利]一种基于Inventor的大型浸槽槽体结构设计方法

说明书

本发明提供一种基于Inventor的大型浸槽槽体结构设计方法，以解决传统设计方法的简化竖筋受力、不考虑槽体顶部横梁的加强作用，从而出现的槽体结构布置不合理、浪费材料的问题。本发明包括以下步骤：获取浸槽的尺寸参数、材料属性参数及运行工艺条件；计算出竖筋所承受的最大载荷值；采用下端固定悬臂模型，计算得到抗弯模量，从而选择槽体中间区域U型框的型钢型号，为Inventor分析计算做准备；采用两端简支模型，计算得到抗弯模量，从而选择槽体其他U型框的型钢型号，为Inventor分析计算做准备；利用有限元软件Inventor建立浸槽整体框架模型并计算校核。

技术领域

本发明涉及一种基于Inventor的大型浸槽槽体结构设计方法，用于涂装前处理设备的浸槽中。

背景技术

需要喷涂的工件一般在加工、运输、存放过程中，表面往往带有氧化皮、铁锈、焊渣、尘土以及油等杂质，这些杂质不仅会影响涂层与工件基体的结合力和抗腐蚀性能，而且还会使工件基体在即使有涂层的防护下，也能继续腐蚀工件基体从而使涂层剥落，影响工件的机械性能和使用寿命，因此对工件在喷涂之前进行前处理，是十分重要的步骤。浸渍式表面处理方法是前处理常用的工艺方法之一，其过程是将被处理的工件浸没在盛满槽液的槽体中，经过一定时间的化学反应来完成除油、除锈、磷化及钝化等工序，此外，还有一些中和ph值、水洗、纯水洗等工序，基本上一条前处理电泳生产线中就能包含10-20个槽体，例如某项目车架的前处理电泳生产线有16个盛满槽液的大型槽体，由此可见，在涂装车间内浸槽设备数量是非常可观的。而且这些浸槽在槽液压力的作用下，所受的力和变形都比较大，所以进行浸槽槽体结构设计的研究就显得尤为必要。

浸槽一般采用矩形截面结构，如申请号为CN201610248204.6的中国专利所示，目前采用最多的形式是：先在槽体壁板外侧垂直布置框架形式的加强筋，然后在不等间距的横向水平布置加强小筋加固，从而达到共同增加壁板刚度的效果。大型浸槽的传统设计方法对浸槽竖筋的受力进行了简化，没有将槽体顶部横梁的加强作用考虑在内，故采用传统设计方法计算的浸槽框架并不十分准确，尤其是对大型浸槽的设计，极大地浪费槽体材料，增加生产成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的基于Inventor的大型浸槽槽体结构设计方法，以解决传统设计方法的简化竖筋受力、不考虑槽体顶部横梁的加强作用，从而出现的槽体结构布置不合理、浪费材料的问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于Inventor的大型浸槽槽体结构设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：获取浸槽的尺寸参数、材料属性参数及运行工艺条件；所述浸槽的尺寸参数包括槽体内腔的长、宽、高尺寸，竖筋间距的尺寸，内腔距离地面的尺寸；所述材料属性参数包括加强筋的材质、许用应力值，以及绕度允许值；所述运行工艺条件包括浸槽内液体的比重值和槽液深度；

步骤2：根据步骤1获得的数据，计算出竖筋所承受的最大载荷值；

步骤3：采用下端固定悬臂模型，根据步骤2获得的数据，计算得到抗弯模量，从而选择槽体中间区域的U型框的型钢型号，为Inventor分析计算做准备；

步骤4：采用两端简支模型，根据步骤2获得的数据，计算得到抗弯模量，从而选择槽体其他U型框的型钢型号，为Inventor分析计算做准备；

步骤5：根据步骤1、步骤3和步骤4获得的数据，利用有限元软件Inventor建立浸槽整体框架模型并计算校核，具体步骤为：

步骤A：根据步骤1、步骤3和步骤4获得的数据建立浸槽整体框架模型，根据机械手册查对应材料的属性参数；

步骤B：采用Inventor软件的结构分析功能模块，设定约束条件以及载荷情况，利用求解器对浸槽整体框架模型进行计算求解；