簡介： 桁架是指由桿件在端部相互連接而組成的格子式結(jié)構(gòu)，管桁架即是指結(jié)構(gòu)中的桿件均為圓管桿件。
關(guān)鍵字：計算機 三維建模 管桁架桿件 切割作用

桁架是指由桿件在端部相互連接而組成的格子式結(jié)構(gòu)，管桁架即是指結(jié)構(gòu)中的桿件均為圓管桿件。

　　桁架中的桿件大部分情況下只受軸線拉力或壓力，應(yīng)力在截面上均勻分布，因而容易發(fā)揮材料的作用，這些特點使得桁架結(jié)構(gòu)用料經(jīng)濟，結(jié)構(gòu)自重小。易于構(gòu)成各種外形以適應(yīng)不同的用途，譬如可以做成簡支桁架、拱、框架及塔架等，因而桁架結(jié)構(gòu)在現(xiàn)今的許多大跨度的場館建筑，如會展中心、體育場館或其他一些大型公共建筑中得到了廣泛運用。

　　大部分桁架結(jié)構(gòu)中的桿件均在節(jié)點處采用焊接連接，而在焊接之前，需預(yù)先按將要焊接的各桿件焊縫形狀進行腹桿及弦桿的下料切割，這就需要對腹桿端頭進行相貫線切割及弦桿的開槽切割。由于桁架結(jié)構(gòu)中各桿件與桿件之間是以相貫線型式相交，桿件端頭斷面形狀比較復(fù)雜，因此在實際切割加工中一般采用機械自動切割加工和人工手工切割加工兩種方法進行加工。

　　當(dāng)采用手工切割時需要預(yù)先進行1：1放實樣，用模板或樣桿按實際相交的角度及相貫線放出實際的斷面形狀，然后再根據(jù)此斷面形狀進行加工。但是該種方法極不完善，有著眾多無法克服的缺點，例如，當(dāng)某一工程形狀較為復(fù)雜，像桁架在空間中以波浪或是其他空間曲線形式出現(xiàn)時，桿件及節(jié)點眾多而又各不相同，在此情況下要做出所有各不相同的桿件及節(jié)點的樣板就是一項極為龐大及復(fù)雜的工作，而且由于樣桿制作時的誤差，放樣劃線時的誤差、手工切割時產(chǎn)生的誤差，都會導(dǎo)致切割出的斷面形狀與實際所需形狀有較大的出入，這樣就會導(dǎo)致進行相貫線焊接時的困難及焊接后不能滿足質(zhì)量要求。

　　另一種方法是利用數(shù)控相貫線切割機進行機械自動切割，但是現(xiàn)在的絕大多數(shù)數(shù)控切割機都是采用參數(shù)化編程系統(tǒng)，，即需要工程技術(shù)人員首先對工程圖紙進行消化，人工拆圖、手工計算出各桿件相貫線形狀的各個參數(shù)，例如：各桿件管心間中心距，距母線偏轉(zhuǎn)角，相貫斜角角度，桿件坡口角度值，兩桿件偏心交貫時的相貫偏心距離，桿件開槽的槽口大小、位置等參數(shù)，然后將這些參數(shù)值輸入計算機中，由計算機生成機床可識別的加工代碼后進行機械切割。這種方法雖然實現(xiàn)了自動化切割，精度也比較高。但是在人工拆圖、手工計算參數(shù)這一工作過程中工作量非常巨大，遇到桿件節(jié)點數(shù)量眾多，并且各參數(shù)均不相同的情況下數(shù)百、數(shù)千根桿件的參數(shù)計算將是異常龐大的工作量。

　　而現(xiàn)在可以在數(shù)控切割相貫線桿件的基礎(chǔ)上，再進一步采用計算機進行空間管桁架的三維建模，再輔以專門的相貫線斷面形狀自動生成的輔助軟件，即可有效地解決這一問題。

　　現(xiàn)今北京林克曼數(shù)控有限責(zé)任公司所開發(fā)的PIPE2002設(shè)計軟件所具有的三維節(jié)點展開功能便實現(xiàn)了這一設(shè)想。通過這種新技術(shù)便可實現(xiàn)桁架結(jié)構(gòu)中兩管、三管直至多管相貫、多模式相貫、各種任意形式相貫的支管端頭相貫線截面以及主管開孔形狀的自動生成，依據(jù)計算機自動生成的形狀以及其他一些參數(shù)值便可對桿件進行自動切割加工，這將使生產(chǎn)效率、制作精度得到大幅度的提高。

　　這種新技術(shù)的重點便在于采用AutoCAD軟件進行空間三維實體建模，應(yīng)該說，只要對CAD能夠熟練掌握的工程技術(shù)人員，進行三維建模是不會有太大困難的。在CAD中建立了桁架的三維實體模型后，只需采用PIPE2002設(shè)計軟件的“生成輪廓”操作即可實現(xiàn)相貫線的自動生成。

　　管件焊縫的坡口角度值等參數(shù)均可事先預(yù)設(shè)好，在生成相貫線輪廓的同時一并生成，實現(xiàn)了管件的切割全自動化，無需任何的二次人工拆圖及手工計算。工程技術(shù)人員完成這一工作后，只需將計算機自動生成數(shù)據(jù)文件拷入機床計算機中，然后便可進行自動化切割了。

　　但是以這種方法進行加工時，應(yīng)特別注意在建立復(fù)雜結(jié)構(gòu)的三維模型時，需要設(shè)計人員有足夠的耐心及以認真、仔細的態(tài)度去繪制，否則有可能因為空間線條過多、過于復(fù)雜而出現(xiàn)一些錯誤，使得繪制出的三維模型與圖紙要求不符，最終會造成所有桿件的加工錯誤。造成巨大的損失，這一點應(yīng)特別注意。

　　綜上所述，這樣一種新技術(shù)，在管桁架結(jié)構(gòu)的制作過程中，將使整個生產(chǎn)的效率得到極大提升，同時生產(chǎn)出的構(gòu)件質(zhì)量以及外觀質(zhì)量都將顯著改善，對整個管桁架結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)及安裝過程都將起到極大的推動作用。