关于铝型材搭建的一个底层问题求解

盐湖

之前组过几台型材框架，围绕itx、matx、ceb架构的搭建都尝试过了，接下来准备对自用的小投影面积框架进行大改，将其置于卧室外并把ceb和itx架构的机器都整合进去并共用水箱。
现在在设计最初框架时遇到一个之前都默认随便做的问题，这次想认真探究一下怎么做是最合适的。

如图，长宽比为2：1的框架，在设计时是长挡短合适，还是短挡长合适？（PS：这个部分的框架是水平放置的，我估计水平和竖直放置受力不同不好一起讨论，所以还是标注一下）和这两种选择相关的参数或是机械/力学原理是什么？
尽管似乎是无关紧要的小事，但我仍然希望能够弄懂它，希望懂的坛友前辈不吝赐教，小弟洗耳恭听！

PS：传上来图才发现草草画的图完全超过2：1了，确实比例不对劲，请原谅

ONEChoy

之前DIY赛车模拟器的时候选择长挡短 好处是短条可以随意加减/调整 然后考虑强度原因使用高强度外角码。。。
如果作为电脑裸奔框架 结构性不复杂承重要求不高的话 建议使用内角码 谁挡谁无所谓强度是绝对够10倍以上的。。。
假设说上图将会旋转90°竖装 在加上第三维度横条作稳固/冷排/提手之后 长挡短侧面看美观 怕俯视不好看就短挡长。。。



PS：原来横置没注意看。。。方向你自己看 上下挡左右就俯视好看 左右挡上下就侧面好看 反正末端都会加塑料盖帽吧。。。

frommars

这个看具体结构的受力实在长边还是短边上……
基本是靠受力分析来决定……

你可以把你的例子再具体一点，我可以帮你看看，我是做机械设计的
我在用型钢做框架时也会碰到长挡短还是短挡长的问题

盐湖

ONEChoy 发表于 2023-8-16 12:57
之前DIY赛车模拟器的时候选择长挡短 好处是短条可以随意加减/调整 然后考虑强度原因使用高强度外角码。。 ...

感谢讲解！是准备使用内角码的，由于尺寸是1.2m x 0.6m比我之前装过的都要大一些，我还考虑在外侧也加装固定片与竖置方向的型材协同固定！

盐湖

frommars 发表于 2023-8-16 13:28
这个看具体结构的受力实在长边还是短边上……
基本是靠受力分析来决定……

谢谢您！我现在把框架模型截一下发进主楼！

犀马河牛

有个铝型材专用的cad软件maycad

盐湖

frommars 发表于 2023-8-16 13:28
这个看具体结构的受力实在长边还是短边上……
基本是靠受力分析来决定……

不好意思有些事情耽误了时间，刚刚把初步计划的原型放到主楼了，红色的那一圈就是我有疑惑的水平框架，上面竖着放置的蓝色框架对应的是各主机，红色框架对于这些蓝色框架直接受力。

盐湖

犀马河牛 发表于 2023-8-16 14:37
有个铝型材专用的cad软件maycad

我搜了一下，真是个宝藏软件！！谢谢您指路！！

frommars

盐湖 发表于 2023-8-16 17:15
不好意思有些事情耽误了时间，刚刚把初步计划的原型放到主楼了，红色的那一圈就是我有疑惑的水平框架，上 ...

这种情况是长挡短比较好，因为长边受力，长边两头搭在下层四根直立的铝型材上，轴向受力……

如果是短挡长的话，力都要吃在角码上，靠紧固件承受，就不太好……

另外红边下层中间不加支撑吗？时间长了担心要弯……

phh9910

如果用的宽度不够无论谁挡谁，这种结构的架子，做大了放太重的东西不稳定，要加斜拉筋

ONEChoy

盐湖 发表于 2023-8-16 13:56
感谢讲解！是准备使用内角码的，由于尺寸是1.2m x 0.6m比我之前装过的都要大一些，我还考虑在外侧也加装 ...

如果是我自用 我会选择可调整性最大化牺牲掉一点点美观 然后加上几片碳纤板用沉头螺钉固定
          （以4根全高直连竖条当柱子 其余所有结构可视为垂直蓝框和水平红框 利于上下左右调整）
担心承重的话中间红框下方加4个外角码 另外9楼所说的弯曲问题 关键位置换成2040可解

盐湖

frommars 发表于 2023-8-16 17:54
这种情况是长挡短比较好，因为长边受力，长边两头搭在下层四根直立的铝型材上，轴向受力……

如果是短挡 ...

感谢您的指教与勘误，这个受力的解释我能理解，的确短挡长就纯靠四角的角码连接主要重量部分和框架主体了，但是我自己完全想不到哈哈我会选择长挡短了，然后红边下层也会考虑加两到三根相同高度的支撑柱，或同时按楼下的前辈所说的换用2040型材增加强度，小弟受益匪浅，再次感谢！

盐湖

phh9910 发表于 2023-8-17 00:38
如果用的宽度不够无论谁挡谁，这种结构的架子，做大了放太重的东西不稳定，要加斜拉筋 ...

斜拉筋我不太清楚需要多少的长度，太短了可能会和角码一样的效果了。。不过您说的强度不够与不稳定我完全理解，我也准备在长红边下方增加直接顶住的型材来协助加强了

盐湖

ONEChoy 发表于 2023-8-17 00:54
如果是我自用 我会选择可调整性最大化牺牲掉一点点美观 然后加上几片碳纤板用沉头螺钉固定
          （ ...

您说的2040我觉得很有可行性！不过上下左右调整这个，我不确定会不会具体实施时稳定性不够。。再一个的话，蓝框是准备留出足够的高度避免垂直空间不够，然后只做水平方向平移考虑，可以理解为蓝框部分是可插拔的竖装刀片，蓝框以外的部分则是主体框架与下置共用散热系统

犀马河牛

盐湖 发表于 2023-8-16 17:16
我搜了一下，真是个宝藏软件！！谢谢您指路！！

B站有这个软件的使用教程，有up简单翻译了各个菜单的功能

cl-云翔

没怎么读懂，最好有具体尺寸和目标承重会好分析一点。具体使用哪种型材看自身承重和需要的容积以及摆放空间限制。

阿崔

可以试试FreeCAD，里面自带FEM，本身还是个参数化CAD，除了CAD的常见功能，还自带组装/建筑设计之类的工具，而且还有社区提供的从紧固件到小型船只再到模型火箭之类的扩展。唯一缺点就是上手难度有点大，但是学会之后干啥都能用上，还特别快。

ONEChoy

cl-云翔 发表于 2023-8-17 09:57
没怎么读懂，最好有具体尺寸和目标承重会好分析一点。具体使用哪种型材看自身承重和需要的容积以及摆放空间 ...

个人认为此场景承重没什么分析计算的价值了 原因如下：

1）以最小单位2020单根算 长度2米横置两端支撑中间悬空 100kg大胖子单脚站立完全没问题
      型材只会微弯远远达不到断裂应力 长度越短可承受应力越大成反比例以此类推。。。

2）活动件不算的话 连接件最脆弱应该是内角码/直码 单点承重也是轻轻松松50kg+。。。

计算并不难 只是测量工具难搞 要测精准数据一套工具下来好几万。。。
真想测的可以数字体重秤+手提电子秤 但是真没必要 临界点差太远的东西请"目测"。。。

ONEChoy

盐湖 发表于 2023-8-17 09:15
您说的2040我觉得很有可行性！不过上下左右调整这个，我不确定会不会具体实施时稳定性不够。。再一个的话 ...

不知道你这个架子具体怎么放 我意思是4跟柱子最外 把顶部和底部也做成红框 所有红框蓝框可调。。。
这样设计不论是置地还是悬吊 只要固定好4根柱子 其它可以松紧螺丝快速调整而不用整个拆开 甚至不用更换不同长度的型材。。。

phh9910

盐湖 发表于 2023-8-17 09:13
斜拉筋我不太清楚需要多少的长度，太短了可能会和角码一样的效果了。。不过您说的强度不够与不稳定我完全 ...

长度不需多精确，铝型材有现成的45度 135度角码

lgapple

一直想用铝型材做个抽屉柜，结构还没想好！

盐湖

阿崔 发表于 2023-8-17 11:16
可以试试FreeCAD，里面自带FEM，本身还是个参数化CAD，除了CAD的常见功能，还自带组装/建筑设计之类的工具 ...

收到，我会看看这个的，如果能即学即用那就再好不过了！

盐湖

ONEChoy 发表于 2023-8-17 11:42
不知道你这个架子具体怎么放 我意思是4跟柱子最外 把顶部和底部也做成红框 所有红框蓝框可调。。。
这 ...

我明白您的意思了，水平红框我是不准备设计移动功能的，因为下面就是固定的多块180规格冷排与水箱水泵组成的散热区，其空间占用是不变的，但是从另一个角度考虑，您也有可能是希望能对不同尺寸的刀片部件（例如itx和ceb）实现兼容而不用刀片部件不论大小都要装一个大框架了，对于这一点我是有计划的，不过是以铝型材之外的方式实现。
我准备结合从已组建过的框架中积攒的3D打印非标滑槽卡扣等部件的经验，对这次的大框架的上层，也设计一套适合轻松拆装和滑动调整间距的3D打印滑槽与卡扣

盐湖

phh9910 发表于 2023-8-17 12:06
长度不需多精确，铝型材有现成的45度 135度角码

主要是下层的外框我会装上大规模冷排，我担心斜拉筋可能会与靠外的冷排上角发生干涉。。不过也不一定，因为这个框架还挺大的，我按3000规模的标准来安排冷排都不一定能占满，条件允许的话我会增加斜拉筋通过45/135角码连接的！

盐湖

lgapple 发表于 2023-8-17 15:40
一直想用铝型材做个抽屉柜，结构还没想好！

关于家具相关的内容，B站有很多自组铝型材家具教程的，可以搜一下！

futurejl

用三角链接件

RICKY0515

tb随便找一家铝型材店，什么角码三通装饰盖一应俱全
你这套 2个方案 红色部分用整体的 蓝色的只能用角码固定
或者红色部分断开的，那就用4通的链接

btm309701740

切45度斜角解决楼主所有的纠结就是固定不能横移了，还有框架推荐1515铝型材别看小了5mm实际细很多，20的太粗了，15的强度足够用

huihuige

楼主要不要试一试这个配件？用过都说好~


另外就是像楼上所说
一要考虑承重，要靠铝型材承重，不要靠紧固件的摩擦力
二是方便日后加东西【这条不是关键问题了，好多配件都可以后期加】
比如这个



最后上一个我的大框架~

盐湖

btm309701740 发表于 2023-9-4 15:05
切45度斜角解决楼主所有的纠结就是固定不能横移了，还有框架推荐1515铝型材别看小了5mm实际细很多，20的太 ...

1515是担心会不会很多紧固件连接件不兼容了，因为看到有些都没有2020的型号了，再一个当时确实是没想过1515其实强度也够上了2020，其实我现在在用的框架用1515就好了，本身还是小体积的路子，框架能细点肯定是最好