CN102809049A - 一种槽形铝合金型材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种槽形铝合金型材，包括上腿部、腰部和下腿部，型材上腿部的纵截面上包含至少一个孔洞，该孔洞内部设置有加强筋。该种槽形型材不但可有效减轻槽形型材作为交通工具构成部件使用时的重量，并且不降低强度。
Description
技术领域
本发明涉及铝型材加工技术领域，尤其涉及一种槽形铝合金型材。
背景技术
在全球能源紧张、油价不断上涨的趋势下，汽车低油耗日益成为汽车厂家、消费者的关注焦点；并且，在欧盟和美国日益严格的车辆燃油经济性标准和尾气排放法规迫下，各汽车厂家采取一切可能的做法来降低旗下车辆的平均油耗。据了解，油耗与车重有着直接的关系：汽车整车重量降低10％，燃油效率可提高6％～8％；汽车整车质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3～0.6升；汽车重量降低1％，油耗可降低0.7％。因此，在不影响安全性能的情况下，对车辆进行轻量化处理是降低油耗的有效途径之一，也是近期全球各大汽车厂家新产品的卖点之一。
目前，为保证汽车行驶的安全性和稳定性，汽车骨架和各零部件多采用钢材质制造。铝合金作为高强度、轻质量的材质代表，势必成为交通工具轻量化的首选替代材质。所以，将铝合金加工成更符合交通工具轻量化目标的结构和形状，是铝加工行业未来几年的趋势。
发明内容
本发明实施例提供了一种槽形铝合金型材，可有效减轻槽形型材作为交通工具构成部件使用时的重量。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种槽形铝合金型材，包括腿部和腰部，腿部分为上腿部和下腿部，该槽形型材上腿部、或者上腿部与腰部的接合部的纵截面上包含至少一个孔洞，该孔洞内部设置有加强筋。
优选地，该孔洞的形状为V形、矩形、圆形、三角形或者直角梯形。
优选地，该孔洞的厚度不超过上腿部平均厚度的1/2。
优选地，该加强筋的厚度不小于其所在孔洞厚度的1/5。
优选地，该孔洞和所述加强筋贯通于所述型材两个表面，所述表面垂直于所述型材的受力面。
优选地，该加强筋与槽形型材连接处为圆角。
优选地，该加强筋的长度与所述槽形型材长度相同。
优选地，该加强筋为直线形、V形、弧形、波浪形或者圆形。
优选地，该直线形的加强筋垂直于孔洞内壁，或者直线形的加强筋与孔洞内壁的夹角为45-75度。
与现有的技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、质量轻：铁的密度为7.86g/cm3，普通碳素钢的密度为7.85g/cm3，高强度合金钢的密度为7.82g/cm3，而纯铝的密度为2.70g/cm3，超硬铝的密度为2.85g/cm3，由此得知，铝的密度大约为铁、钢的1/3左右，减重效果明显。另外，本申请方案为内部带有孔洞的型材，孔洞可根据需要设置大小及位置，更进一步减轻铝合金型材的质量，部分结构重量可减轻50％以上。
2、强度高：铝合金强度与比重的比值-“比强度”可达24～60kgf/mm2，接近或超过优质钢。
3、位置灵活：孔洞位于上腿部或者位于上腿部与腰部的接合部，因此，可根据不同需求、不同载重情况、不同应用环境选择相应的孔洞设置位置。例如，在槽形型材的下腿部受力较大的情况下，将孔洞设置在上腿部。并且，孔洞中可设置不同数量的加强筋，以增加强度。
4、节能环保：产1公斤电解铝，现在国内的平均能耗为14度电；这一公斤电解铝运用到汽车、交通领域，可以替代3公斤的钢铁。由于汽车自重的减轻，在该汽车的生命周期内，将减少23公升的汽油消耗，减少2760升的二氧化碳排放，23公升的汽油从能量上等于1288度电。因此对全社会资源而言，投入1度电生产出的铝合金，除去其他消耗后，在使用过程当中可节约92度电，具有节能降耗的巨大社会效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的型材截面示意图(孔洞为直角梯形)；
图2是本发明实施例的型材立体示意图；
图3是本发明实施例的型材截面示意图(孔洞为梯形，有加强筋)；
图4是本发明实施例的型材截面示意图(孔洞为并列四边形)；
图5是本发明实施例的型材截面示意图(孔洞为矩形，有加强筋)；
图6是本发明实施例的型材截面示意图(孔洞位于腰部与腿部的接合部)；
图7是本发明实施例的型材截面示意图(孔洞为V形)；
图8是本发明实施例的型材截面示意图(孔洞为圆形)；
其中，1、上腿部，2、腰部，3、下腿部，4、孔洞，5、加强筋。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例通过在铝槽形型材上腿部的内部开设孔洞，该孔洞内部设置有加强筋；在保证强度的同时减轻重量。加强筋是指沿槽形型材轴向方向布置的型材结构，主要在不增加槽形型材壁厚的前提下，增加结构的强度和稳定性，也可称为加强板、加强肋等。
加强筋的长度可与槽形型材的长度一致，轴向两端相接槽形型材的外壁。加强筋与所述槽形型材连接处为圆角，以消除应力过份集中的现象，圆角的设计亦使模腔充填更为流畅。加强筋可与槽形型材一次挤压成型，或者分开挤压成型后焊接而成一体，都不影响本发明实施例的实现。以下为具体实施例。
实施例一、
一种槽形铝合金型材，包括腿部和腰部2，腿部为槽形型材的突出部分，腿部位于腰部2顶端和低端的上下两部分分别为上腿部1和下腿部3；腿部之间的支撑、连接部分为腰部2。槽形型材使用状态通常为腰部2竖直，即上腿部1和/或下腿部3的外侧为受力面。上腿部1和下腿部3的左右端等宽或不等宽、右端设有短钩或内弯，都不影响本申请的实施。
槽形型材上腿部1的纵截面上包含至少一个孔洞4，孔洞4内部设置有加强筋5。该孔洞4在对型材强度影响不大的情况下，可减少型材自重，实现交通工具(汽车、地铁等)轻量化、节能降耗的目的。该孔洞4和加强筋5可为型材挤压过程中通过模具改造成型，也可在挤压完毕后二次加工形成，都不影响本申请实施例的实现。
如图1所示，孔洞4的位置涉及上腿部1、上腿部1与腰部2的接合部，使得孔洞可在减轻重量的同时，将受力最大程度地均匀分散。
孔洞4和加强筋5可贯通于型材的一个或多个表面，该表面垂直于型材的受力面。如图3所示型材的受力面为上腿部1的上表面或下腿部3的下表面，则孔洞4和加强筋5可与腰部2、上腿部1或下腿部3的侧面相接，即加强筋的长度与所述槽形型材长度相同时，将对型材受重强度的影响减到最小。孔洞4和加强筋5贯通于型材的一个表面时，该孔洞4为半贯通孔；贯通于型材的两个或更多表面时，该孔洞4为全贯通孔。
实施例二、
一种槽形型材，包括上腿部1、腰部2和下腿部3，型材上腿部1的纵截面上包含至少一个孔洞4。孔洞4内可设有加强筋5，以弥补型材强度损失。如图3、图5、图8所示，加强筋5根据孔洞4的形状不同，可为直线形、V形、弧形、波浪形或者圆形等与孔洞相适应的形状，都不影响本申请实施例的实现。
直线形的加强筋5可垂直于孔洞4的内壁，或者直线形的加强筋5与孔洞4内壁有一夹角，优选范围为45-75度，如图3所示，加强筋5与孔洞4内壁夹角为45-60度，图8所示为75度和90度。
实施例三、
如图6所示，槽形型材上腿部1与腰部2接合部的孔洞4的形状为一三角形，三角形斜边朝向接合部内侧，则可将来自上腿部1表面的压力分散至上腿部1和腰部2的内侧。
该三角形任意两条边间的距离(即厚度)在不超过接合部平均厚度的1/2时，对整体强度的影响可忽略。加强筋5的厚度不小于其所在位置孔洞4厚度的1/5，对增强槽形型材的强度起积极作用。
实施例四、
如图1-8所示，槽形型材孔洞4的形状可为V形、矩形、圆形、三角形或者不规则形，都可有效分散压力并减轻型材自重。
加强筋5的形状可为直线形、V形、弧形、波浪形或者圆形，都可有效分散压力。孔洞4的位置、加强筋、厚度等特征同上述实施例一至三，不再赘述。
以上对本发明实施例提供的一种槽形铝合金型材进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上可知，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种槽形铝合金型材，包括腿部和腰部，腿部分为上腿部和下腿部，其特征在于，所述槽形型材上腿部、或者所述上腿部与所述腰部的接合部的纵截面上包含至少一个孔洞，所述孔洞内部设置有加强筋。
2.根据权利要求1所述的一种槽形铝合金型材，其特征在于，所述孔洞的形状为V形、矩形、圆形、三角形或者直角梯形。
3.根据权利要求1所述的一种槽形铝合金型材，其特征在于，所述孔洞的厚度不超过上腿部平均厚度的1/2。
4.根据权利要求1所述的一种槽形铝合金型材，其特征在于，所述加强筋的厚度不小于其所在孔洞厚度的1/5。
5.根据权利要求1所述的一种槽形铝合金型材，其特征在于，所述孔洞和所述加强筋贯通于所述型材两个表面，所述表面垂直于所述型材的受力面。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种铝合金槽形型材，其特征在于，所述加强筋与所述槽形型材连接处为圆角。
7.根据权利要求1至5任一项所述的一种槽形铝合金型材，其特征在于，所述加强筋的长度与所述槽形型材长度相同。
8.根据权利要求1所述的一种槽形铝合金型材，其特征在于，所述加强筋为直线形、V形、弧形、波浪形或者圆形。
9.根据权利要求8所述的一种槽形铝合金型材，其特征在于，所述直线形的加强筋垂直于所述孔洞内壁，或者所述直线形的加强筋与所述孔洞内壁的夹角为45-75度。
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