YS 437-2000铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求.pdf

YS中华人民共和国有色金属行业标准YS/T 437-2000铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求2000-10-25 发布2001-03-01实施中国有色金属工业协会发 布 YS/T °4372000前言型材截面儿何参数是铝型材设计、生产、使用中不可缺少的基本参数，手工计算十分复杂，采用计算机计算则没有统一算法，且各种程序的计算结果不尽相同，所包括的参数种类也有出人。为规范型材截面几何参数的类型和定义，规定相应的计算机算法，特制定本标准。作为方法类标准，本标准给出的算法没有排他性，只说明其适用性和可靠性，以满足生产和工程实际应用需要。按本标准算法编制的《铝型材截面几何性质分析程序》，经过对1000余种截面的实际运算，其精度、速度和可靠性已经得到验证，于1990年通过洛阳有色金属加工设计研究院科技处技术鉴定，于1993年通过河南省科学技术委员会技术鉴定，同年获“河南省高新技术产品”证书。由该程序求得的各种型材截面参数，已编人《门窗用铝型材截面及几何参数图集》（94SJ714）和《铝合金玻璃幕墙》97SJ103)，在挤压工艺、模具设计、阳极氧化工艺，以及铝合金门窗和玻璃幕墙工程中获得广泛应用。本标准的附录 A 是提示的附录。本标准由中国有色金属工业标准计量质量研究所提出。本标准由中国有色金属工业标准计量质量研究所归口。本标准由洛阳有色金属加工设计研究院起草。本标准主要起草人：赵解扬、杨仲连、王俊才、阎保强、张留喜。 中华人民共和国有色金属行业标准. YS/T 437—2000铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求1范围本标准规定了铝合金型材截面几何参数的术语、符号、计算方法及计算机程序要求。本标准适用于建筑等行业用铝合金型材的生产和设计。2 术语和符号本标推采用以下术语和符号。其中，“型材横截面”和任意平面图形”在此具有相同含义；某图形（面积)到某轴的距离，特指图形形心到该轴的距离。2.1 面积(A） area型材横截面面积。2.2 外周长(P） peripheral length型材横截面外周长。2.3 形心位置(X.,Y.） centroid型材横截面相对于某一参考坐标系的形心坐标。2.4惯性矩(JAz.JAy.）inertia moment任意平面图形的面积与它到某参考坐标轴距离平方的乘积，称为该图形对相应坐标轴的惯性矩。2.5惯性积(JAr;y,）inertia product任意平面图形的面积与它到某参考坐标系两个坐标轴距离的乘积,称为该图形对相应坐标系的惯性积。2.6形心惯性矩(JAr,*JAy）inertia moment to centroid任意平面图形对形心轴（X。轴、Y轴)的惯性矩。主要用于型材构件在外力作用下的弯矩、剪力、挠度的计算，是最重要的截面参数之一2.7 静矩(SAr,SAy） static moment任意平面图形的面积与它到某参考坐标轴距离的乘积,称为该图形对相应坐标轴的静矩。2.8 形心静矩(SIAz,SIay） static moment to centroid任意平面图形形心轴(X。轴)上方或(Y。轴)右侧面积与它到相应形心轴距离的乘积。主要用于型材构件在外力作用下的弯曲剪应力的计算和校核。2.9偏转角（） angle of deflection通过截面形心，令形心轴(X。轴)在0～元区间内旋转，若偏转角为Φ。时，截面的形心惯性矩最小，则对应的形心轴称为主形心惯性轴。主形心惯性轴的位置反映了型材最容易发生挠曲变形的位置。2.10惯性半径(ix，i,）inertia radiusVJAr/A和VJAx/A分别称为型材截面图形对X。轴和Y。轴的惯性半径2.11，抗弯截面模量(W,W,）section modulus of bending中国有色金属工业协会2000-10-25批准2001-03-01实施1 YS/T 437—2000JAx,/Ymx和JAx/Xmx?即形心惯性矩与截面上最远点到形心轴距离之比，称为该方向的抗弯截面模量。W与W，的大小反映了型材截面在该方向上的抗弯能力。3截面几何参数计算方法3.1 计算原理通过化简，把复杂的型材截面几何性质问题转化为最终求有限多个三角形几何性质问题，使之在满足精度要求的前提下，适合计算机求解。化简路径为：空心型材-→实心型材一→一般多边形→三角形。如图1,将多边形分解成具有某一共同顶点（X。，Y。)的有限多个三角形。计算每个三角形的各种几何参数，通过简单求和确定多边形的几何参数。I N-1(Xn-1+ Y-1)I+1(Xi+1,Yi)I(X:.Y)X图 1一般多边形这样求得的各三角形面积 A：及其相对于起始点(X。,Y。)的惯性矩JAx,和JA,具有正负两种结果。当O,I、I十1三点(I一1,N一2)构成的三角形呈逆时针转向时,计算值为正