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機械社區

標題: 低碳鋼的抗壓強度值？ [打印本頁]

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作者: 曉昀    時間: 2011-4-14 10:16
標題: 低碳鋼的抗壓強度值？


請問：

     低碳鋼的抗壓強度怎么查或者怎么計算？有人說其抗壓強度比抗拉強度大許多，這個說法能找到依據或出處嗎？能否從下面的曲線圖看，低碳鋼的抗壓強度是多少？

& S, x" T: B7 b9 }/ R5 @! R    設計一試驗臺，有承重立柱想用2根250x250"H"鋼設計，最大壓力為300T,需要核算型鋼抗壓能力，用到其抗壓強度值。

4 Z7 v- U$ c3 W& f  s2 X- g# F8 V
0 \& a, m7 a5 i+ o' o* e


. `" r( v- y- T4 W5 b[attach]210156[/attach]

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作者: 曉昀    時間: 2011-4-14 10:26

2 O/ c0 ~+ |6 W
有人說：針對這個具體問題用屈服強度代替抗壓強度計算即可。我覺得有些不妥，應該使用強度極限核算。因為，在H鋼受壓時，若鋼材產生屈服，不足以導致試驗臺破壞，仍然可以工作；當H型鋼受壓發生破壞，就徹底不能工作。我的想法對嗎？求證之？

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作者: leftwall    時間: 2011-4-14 10:29
壓縮不是屬于“剪”斷的么

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作者: 曉昀    時間: 2011-4-14 10:30

leftwall 發表于 2011-4-14 10:29
2 m, ^: s( p, ?6 Q壓縮不是屬于“剪”斷的么

您的意思是：用剪切強度計算嗎？謝謝！
0 E- N; [2 O' A

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作者: leftwall    時間: 2011-4-14 10:37

曉昀 發表于 2011-4-14 10:30
/ Z* w7 y5 g5 {$ x5 K5 a您的意思是：用剪切強度計算嗎？謝謝！

2 @% h  O' @  v, w/ v& Y5 {' m大概有這個印象，但不確定，需要你自己證實一下另外剪切極限一般也沒有，有兩個準則可以參考
. h5 I& @! o8 Z0 j6 A: G0 x( ?屈雷斯屈服條件：剪切屈服強度=1/2 * 抗拉屈服強度；
; H  N+ {3 j) i米賽斯屈服條件：剪切屈服強度=1/根號3 * 抗拉屈服強度還有就是鋼結構是998的強項，如果他沒回復這個帖子你可以私下問問他
9 t! D# U, U; e  e$ ?% l, l

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作者: 2266998    時間: 2011-4-14 10:44
這是基本理論了，一個看應力的狀態，一個看結構狀態，
- ?5 c& Y9 w2 ]2 Q
7 v: \$ ]# e  M* C9 G9 F6 K舉幾個淺顯的例子，
1 當不滿足歐拉條件時，不是強度的問題，是穩定性的問題，強度可以還富裕，但結構已經跨了，
: Y" ^: z2 {9 X: R5 l
3 i+ ?% W/ [3 F, y2 當不滿足斜切條件時，不是被壓潰，而是被切剪所破壞了，此時抗壓值尚夠，但已經破壞了，
1 f7 o- x8 i; i! x
3 當不滿足擠壓條件時，材料的局部因擠壓已經破壞，而整體結構尚在，

4  當連接結構的沖切條件不夠的時候，立柱可能尚在，但結構已經損壞，

7 [& m( q( i" K& z) w/ ?作這類東西，要分析具體的對象，看薄弱點在哪里？
: P' q) `' O: }( C5 e+ T一個厚點的‘棋子’可能發生剪切破壞，基本是45度的，有點誤差，誤差的來源是內部因素，而‘薄于棋子’的‘大餅’，就一定是發生擠壓破壞，

阿拉說這些以后，常對諸位說，大家的師傅都哪里去了？那個家伙要告訴你們這些，不能躲起來，阿拉20多的時候，師傅告訴這些東西，而結構是自己計算的，不論多復雜的結構，你得會，但這類實質的道理，得有人告訴你，

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作者: 曉昀    時間: 2011-4-14 11:05
感謝樓上兩位老師的指點！非常感謝998老師提綱挈領式的總結，也指出了考慮問題的思路！有一點力學基礎，但是鋼結構設計沒有接觸過，先補差，再仔細研讀998老師所寫的。

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作者: metalstorm    時間: 2011-4-14 11:24
樓主說的抗壓強度校核一般是用在鑄鐵或者混凝土這種材料上，6樓大俠說的才是正解哦

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作者: 曉昀    時間: 2011-4-14 14:13


* ^9 ~4 j3 E/ M5 ^5 j題目：2根1800mm的H鋼，下端固定，上端自由且承受豎直向下的壓力300噸。300端的壓力是通過油缸往下拉設備的主軸傳遞在H鋼的上端。計算下來柔度或長細比λ=57。
) D6 \$ r9 d  @1 X( e9 b
驗證了998老師說的第一條件：λ大于λ1（=100，Q235），大柔度壓桿問題；而滿足λ小于λ2（=61.6）。即短粗桿按強度問題計算。
4 R5 x- Y( J. L- [; _


不知是否正確？請老師指正。
, h' z8 J/ o/ e' U' U

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作者: 2266998    時間: 2011-4-14 14:40
回復 曉昀 的帖子
  H8 I4 _8 ]! p5 m7 e- a4 v- @
* j# z0 @& y9 E7 s6 O計算尚不完整，你只考慮了純靜態計算，這是純理論的，沒有任何實用價值，
; [/ f3 Z. D2 w. G* ?要加入干擾，比如側向力隨機干擾，地震干擾，看多大的位移就失穩了？位移還與基礎布置有關系，不僅是桿件的問題，是一個系列體，
) w0 ^. Y% l7 E2 H你現在這么玩，要好久才能玩成，因為沒有總體概念，
做結構設計，必須先做總體模型，把載荷、干擾、柱間支撐，總體穩定性都做進去，再回頭考慮每個桿件的問題，你現在是先考慮單一桿件了，方式不對，你現在這么玩，玩不出來，
你師傅呢？找那家伙上來說話，阿拉問他！
3 o8 X9 F+ X0 _- n按理說，你這規模的廠子，你一定有師傅啊，你都做項目了，怎么沒有師傅帶一下呢？你現在這樣，也沒有辦法給人家分配工作啊？其它家伙怎么玩呢？
7 O3 O3 q& R$ {- v
看來阿拉不了解的東西還多啊，阿拉20多的時候，不是這個玩法，你得把總體作了，數十人在等你的結構，給你畫圖，
2 u: B7 P- L. F8 H; A

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作者: 曉昀    時間: 2011-4-14 15:11
988老師謝謝您能推心置腹指出問題！我真的很慚愧！我很不擅長鋼結構設計，僅有的力學知識就是上大學時的材料力學基礎，機械設備中的其他計算還能對付，就是涉及鋼結構的就膽怯，不騙你。我的師傅就是老板，細節的鋼結構理論估計他也沒有。我們所做設備中最多的鋼結構就是設備的撬體，但是那個受力分析沒有這么復雜。
) H' F& x2 I3 n! r/ D- J0 i' s
    這個試驗臺我手勾了一個草圖給下面同事，但是他沒有表達出我的意思。可能這個問題我沒有敘述清楚。
    問題描述如下：
  L& ~, l8 O8 V9 i( r3 v# u7 r在一個四方形的底座上有兩根250x250的H鋼，高度為1800mm，2跟H鋼之間的距離為700mm，被試驗設備寬度為650左右，并座在距離為700mm的2根H鋼上端，設備的主軸豎直向下。通過2個對稱布置的液壓油缸給設備主軸施加向下的力，一個油缸施加150噸；主軸再通過設備內部的軸承將施加的力傳給設備兩邊的安裝軸上，再通過這2個安裝軸傳遞給H鋼。底座的高度也為250，與H型鋼是同類型鋼材。

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作者: 無能    時間: 2011-4-14 22:40

" i5 n; z. w0 v7 d2 E1 M
7 r8 @' f% g1 y3 z4 e2 Y) h6 W這跟油壓機相似，不過載荷是反向的。
4 h" x) w: @9 X$ l  E但我們首先不考慮壓桿穩定，只考慮彎曲。
5 l" n, ~% q' C8 V! t作用在頂端上的150噸力，如果偏離H鋼軸心線一個微小夾角，會在底部產生多大的彎矩呢？
! A2 H/ p  e! A假設偏角為0.5°，那么在底端產生彎矩sin0.5°*1.8m*150WN=23560Nm。
再假設頂端載荷偏離形心10mm，則又在全長產生彎矩150WN*0.01m=15000Nm。
2 A/ H0 s4 S" Q- d- \0 j共計在弱軸Wy上產生彎曲應力38560Nm / 233 cm^3 = 165MPa。
要命的是，這時候柱子已經有撓度，中間截面向水平移動了一點，那么頂端載荷在中間截面上，是不是又產生了彎矩呢？這個咱考慮不過來，就先不考慮了。
設假若產生扭矩，則有可能是sin0.5°*150WN*0.01m=150Nm，這個有點小哈，咱們就忽略它先。
還有壓應力150WN/8100mm^2=185MPa。
: ?! c( c0 _; |+ w! A: v! y再加上制造安裝偏差，及H鋼在全長上的形狀誤差，在相應截面上又產生應力。
1 H: [6 z! ?3 L" M  T但是，你怎么能肯定偏角會小于0.5°，而偏心會小于10mm？
: Y! a+ d1 v6 a& c所以問題麻煩去了，樓主這個設計若貿然就畫圖拿去制造，后果不堪設想。
" f' W) K  Q  y8 ~  _) d8 i4 y再看壓桿穩定，它的公式是從“梁”的公式推導出來的，所以壓桿穩定不是壓桿的問題，而是梁的問題。
0 ]' w* t( V- H! P. j
/ p1 M! g4 U5 j% E/ F  y建議用桁架結構，首先構造幾何不變體系（三角形格子），將長立柱分割成短立柱，最好分割成壓應力控制的短粗桿，咱不會算穩定，還不會算壓縮么，呵呵。
! |. q3 n  u% `1 n其次精心設計梁柱節點，保證梁上的彎矩別傳遞到立柱上，這樣你的立柱就是“純立柱”了，理論就可以用上了。
立柱是解決了，再來算梁，得保證梁是梁，別變成軸了，若是如H鋼這種開口截面，變成軸就脆弱了。
+ N) z& V# j& q. t最后設計所有節點，節點若頂在H鋼的翅膀上，得用加強板加強翅膀，因為此時翅膀從截面看，又是懸臂梁。
+ q: r- @. v% \2 n( {
; l  y. n! T& ]: j' A; f) J從整體到個體，從上面到下面，從中間截面到局部節點，所有的地方都考慮周全了，基本就沒事了，再出事就只能聽天由命了。為什么這么說呢？俺向來信命，覺得人算不如天算，所以地震計算還是免了，料想沒有人會在發地震時開機。再說了，美國世貿大廈設計的不好么？不還是照樣塌了？上海的那個大廈，吸取了911教訓做的設計，據說飛機撞也沒事，但它真的能固若金湯么？人真的能勝天么？笑話！
. g0 ]7 z, p' q# R于是敝人的哲學體系就完備了，“盡人事而聽天命”。
! l0 m( a  h' I# ?
我沒有設計過這種重型結構，并且在工作中也幾乎都用不上做這種設計和計算，以上純粹是紙上談兵。
, s, X- n( l8 U  ~( D! ?9 O

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作者: 無能    時間: 2011-4-14 23:14
998大俠果然是高手，做機械的竟然精通鋼結構，令敝人嘆服！
敝人不才，斗膽試解大俠之回帖，說錯了大家勿怪，純粹是紙上談兵。
& X1 M- R7 f$ T2 L
這是基本理論了，一個看應力的狀態，一個看結構狀態，

應力對桿件中間截面而言，無非材力的拉壓剪扭彎，對節點而言，得上彈性力學，當然這是嚇唬人的話，若用節點板或節點塊，查手冊即可。
' i+ X  n* L: e* C( \3 ~) R% J結構狀態就是結構形式了，剛架結構還是桁架結構，桁架結構也分好多種的，剛架結構也是。但歸根結底，一上有限元，全部搞定。
5 O/ p6 P$ {2 W
+ f2 |- i6 j) {3 k6 A4 r" Y. {3 h9 S舉幾個淺顯的例子，
* \, U& r- j) m# p4 j1 當不滿足歐拉條件時，不是強度的問題，是穩定性的問題，強度可以還富裕，但結構已經跨了，
" j5 \4 ^9 _7 G- V
這個就是壓桿穩定的內容了。為什么穩定性排第一呢？實際是彎曲排第一，敝人在敝貼中說過，所有的應力中彎曲應力最厲害。
3 c% G# P- m) q; ?# @4 J- ]0 O
2 當不滿足斜切條件時，不是被壓潰，而是被切剪所破壞了，此時抗壓值尚夠，但已經破壞了，

) w3 ]; m9 q# I( S+ ?# x塑性材料的變形實際就是剪切變形，從微觀上說是晶體滑移，這個敝人學的不深。
; q- c/ @' K/ Y, g5 z, G不同的材料其剪切強度跟抗拉強度的比值也不同，分別有0.4，0.5，0.7的，為安全計我們一般取0.5，精確點取0.577，前面的大俠說了，分布是屈氏準則與米氏準則。
; a% n1 C5 _$ w9 X9 w0 c2 ]* a7 |
3 當不滿足擠壓條件時，材料的局部因擠壓已經破壞，而整體結構尚在，
9 i, e) S& G9 L; F4 @. ?
# c) w( r. X5 W' I& [# d9 }/ @擠壓應力最容易分布不均而引起應力集中。就是一個四方的大鐵塊子壓在另一個四方的大鐵塊子上，接觸面從中心到邊緣每一點的應力都不同，這個得用彈性力學來證明。根源是全部的微元體都要保證自己的平衡，從而得出滿足彈力全部15個方程的解。這個“負載均衡”的觀點敝貼中也提過，奇妙的是計算機網絡中也講究個“負載均衡”。何以故？老子說過，不患貧而患不均。

6 s, l- i7 B; u7 G4 當連接結構的沖切條件不夠的時候，立柱可能尚在，但結構已經損壞，

節點的設計要比中間截面復雜。
% B2 s+ K0 [1 t* q' f' H) `至于說整體穩定性，這個敝人不詳，但萬變不離其蹤，料想也是因為力改變了它的方向，從而引起載荷性質的改變，進而將桿件變成了“梁”，敝貼中也曾提過。

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作者: JSBAO    時間: 2011-4-15 06:12
通常承壓應該問題不大，主要要考慮其他情況的

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作者: 781595830    時間: 2011-4-15 13:48
基于拉伸實驗確定的應力-應變曲線，最大應變量受到塑性失穩的限制，一般∈=1.0左右，而實際塑性變形的應變往往比1.0大得多，因此，用拉伸實驗確定的應力-應變曲線便不夠用了，而用壓縮實驗得到的應力-應變曲線的應變量∈=2，因此要獲得大變形程度下的應力-應變曲線需要用壓縮實驗。所以你做壓縮實驗，當然用壓縮應力-應變曲線，用拉伸的話不夠用啊。

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作者: mixin0756    時間: 2011-4-15 22:05
對在受壓狀態下工作的零件可以做壓潰試驗，在一定的壓潰載荷下不開裂，且壓縮應變量不超過額定值，才能保證材質的使用性能。

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作者: 冷水黃金    時間: 2011-11-4 23:53
書到用時方恨少，郁悶，頂下！

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作者: 無情、無我    時間: 2011-11-5 19:34
材料都是怕拉不怕壓的，老師每次都這樣說，你這個試驗臺若是懸掛在"H"的中間應屬壓彎組合，但考慮抗壓是不行的...還要考慮彎曲啊....

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