在市政建设中可以看到一些大口径钢管是由钢板螺旋卷曲再焊接、切割而成,如图所示、今需一个直径为1.4m,长为5m的钢管,仓库内有两种尺寸的钢板:2×5,2×6(m×m)

发布时间:2020-08-08 01:30:29

在市政建设中可以看到一些大口径钢管是由钢板螺旋卷曲再焊接、切割而成,如图所示、今需一个直径为1.4m,长为5m的钢管,仓库内有两种尺寸的钢板:2×5,2×6(m×m)、问应用何种尺寸的钢板各多少块才能焊成所要求的钢管?如何切割与焊接为最好?请你作图并画出切割线,标明焊接方法.

网友回答

解:先考虑一块“很长”的钢板(宽为2m),
如将其螺旋卷曲而成直径为1.4m的钢管,
如图所示,卷曲后,A点与B点重合,
C点与D点重合,E点与F点重合;
AB、CD、EF直线段在卷曲后成为钢管垂直于中轴方向的截口线--直径为1.4m的圆周;
图中的BC、DE线段平行于钢管的中轴
长度恰是相邻截口间的距离

容易依据以上关系算出各线段的长度

AB=CD=EF=π×1.4≈4.3982.
OB==≈3.9172,
sinθ=≈0.4547,θ≈27.0476.
BC=DE=AB?tanθ≈2.2456.
AC=CE=AB÷cosθ≈4.9385.
可知钢板卷两卷后,ABEF将卷成长为BC+DE≈4.5m的钢管.
如图所示,所需钢管的实际用料板面ABIJ之尺寸可计算如下:

AE=2×4.9385=9.877,EI=IK÷sinθ=0.5÷0.4547=1.0996.
因此,AI=AE+EI=10.9766、
即板长须11m,因此需一块2×5,一块2×6的钢板才行,
现将两块钢板AA′C′C′和CC′I′I′并排如图:

沿CC′线焊接,在A′C′上取一点B,使AB=4.4m,
沿AB将△AA′B割下补到II′J位置,
焊接II′与AA′便得到钢管实际用料板面.
解析分析:先考虑一块很长的钢板,将其卷曲为直径为1.4m的钢管,根据要求画出图形,利用三角函数计算求出相邻截口间的距离,然后计算出实际需要的钢板的情况.

点评:本题考查了圆柱体的计算,根据卷曲得到圆柱的钢管,通过计算求出所须钢板的面积,选择适当的钢板,进行切割和焊接.
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