[发明专利]空间多管相贯线展开式绘制方法

摘要

一种空间多管相贯线展开式绘制方法，已知节点及多根相贯杆件端点的空间坐标、各杆外径、被切杆内径和球节点的外径，利用相贯线计算参数和计算公式进行计算机编程，可以一次准确、快速地绘出被切杆上多个相贯口的相贯线。本发明解决了空间多管相贯的设计和施工问题，能够为此类结构节省大量材料，设计人员不必为避开多杆相贯而加大节点设计截面，因而具有较高的经济效益和市场前景。依据本发明绘制出的相贯线进行切割，切割出的相贯口能够满足构件强度和焊接要求。

主权项

1、一种空间多管相贯线展开式绘制方法，球或管节点上焊有空间多根圆钢管，各杆轴线与球心或管心汇交于一点，其特征在于，包括以下步骤：1)设定：1为球或管节点；2为被切杆杆端编号；3、4、5……j点为相贯杆杆端编号，j——为所有杆件个数及球节点数目总和；已知球或管节点及多根相贯杆端点的空间坐标和各杆管径，设定：被切杆内径为dn，各杆外径为dw(i)，球或管节点的外径为dw(1)，被切杆外径为dw(2)，相贯杆外径为dw(3)、dw(4)、……、dw(j)，i——为变量，i＝1、2、3、……、j2)计算相贯线计算参数：$L_{\left(i\right)1}=\sqrt{{(x_i-x_1)}^2+{(y_i-y_1)}^2+{(z_i-z_1)}^2}$$d_{\left(i\right)2}=\sqrt{{(x_i-x_2)}^2+{(y_i-y_2)}^2+{(z_i-z_2)}^2}$$\cos \left({\mathrm{\β}}_{\left(i\right)2}\right)=\frac{L_{\left(2\right)1}^2+L_{\left(i\right)1}^2-d_{\left(i\right)2}^2}{2\×L_{\left(2\right)1}{L}_{\left(i\right)1}}$xi、yi、zi——各点坐标；x1、y1、z1为球或管节点坐标，x2、y2、z2为被切杆坐标……；L(i)1——杆件长度，L(2)1为被切杆杆长，L(3)1、L(4)1、L(5)1、……为相贯杆杆长；d(i)2——被切杆端点与相贯杆端点间距离，d(3)2-被切杆端点2与相贯杆端点3间距离，d(4)2-被切杆端点2与相贯杆端点4间距离……；β(i)2——各杆与被切杆间夹角，β(3)2为相贯杆L(3)1与被切杆L(2)1间夹角，β(4)2为相贯杆L(4)1与被切杆L(2)1间夹角……；3)利用空间几何关系推导出被切杆与相贯杆间相贯线计算公式：$h_{\left(i\right)2}=\frac{\mathrm{dw}\left(2\right)}{2}\×\cos (n\×\mathrm{\Δ\φ})\×\mathrm{tg}(\frac{\mathrm{\π}}{2}-{\mathrm{\β}}_{\left(i\right)2})+\frac{\sqrt{{\left(\frac{\mathrm{dw}\left(i\right)}{2}\right)}^2-{(\frac{\mathrm{dw}\left(2\right)}{2}\×\sin (n\×\mathrm{\Δ\φ}))}^2}}{\sin \left({\mathrm{\β}}_{\left(i\right)2}\right)}-l_0$$l_0=\sqrt{{\left(\frac{\mathrm{dw}\left(1\right)}{2}\right)}^2-{\left(\frac{\mathrm{dn}}{2}\right)}^2}$Δφ——圆周等分角度，取值为Δφ＝2π/m，m为正整数；n——为变量，n＝0、1、2、3、……、k；k是相贯线上点的个数，k为≥3的整数；l0——球或管节点所占长度；h(i)2——被切杆圆周上相贯线高度，h(3)2——被切杆与相贯杆3间相贯线高度；h(4)2——被切杆与相贯杆4间相贯线高度…；4)把3)中计算的k个相贯线上点舍弃负值后，描绘成曲线即得展开式相贯线。