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標題: 大家來做一下受力分析與強度計算的練習 [打印本頁]
作者: wo103838    時間: 2014-11-21 14:30
標題: 大家來做一下受力分析與強度計算的練習
[attach]336657[/attach]
* h/ Z% ~6 p3 |" P: ]$ {[attach]336656[/attach]
. B$ C) Y- Y4 n3 B# w$ _9 C/ a' m9 i6 z' I4 [
如上圖的結構，底架兩側各一塊連接板連接，為計算方便，只按單邊計算，重心與X中心線共線。
$ n4 n- z, d+ f求：1.螺栓A、B、C、D各點受到的剪切力
1 i9 ]9 `* Y6 X5 j: y5 l! T1 |3 l3 d# c       2.螺栓大小、級別& L6 g' L( R2 s3 v; }
       3.連接板尺寸、材料% O) ]& ]. d, T# t% d# _" |
, t% e  g6 M1 U7 m9 E

1 \( [6 E$ E5 O- i' h$ r補充內容 (2014-11-22 08:10):: C$ A( t3 v. v6 X
漏了一句，工況是：叉車鏟起右底架時，且右底架重量大于左底架5 Y* B- @1 {' b0 d7 @

% N. ?, U+ r( u1 W9 D& @補充內容 (2014-11-22 08:23):/ Z! X3 r. }2 j/ T3 v- J  v% F/ g
螺栓連接方式為雙頭螺栓連接，11樓加了示意圖
作者: footleft    時間: 2014-11-21 15:43
坐等大神 來算 1 e4 n% Y, A8 G* T
  
( _! I( g/ K# Z; j6 `8 A5 m. m但是   貌似螺栓連接一般是靠預緊力得到的正壓力 從而靠摩擦力來保證連接件之間的位置的吧   只有鉸制孔螺栓才像這樣算剪切力的吧
作者: 掃街    時間: 2014-11-21 16:05
為什么.螺栓A、B、C、D會受到剪切力呢，樓主，必定有外力作用于某個零件上，而這個零件反抗這個外力，才會有剪切內應力的發生。從這張圖上，根本看不出那個所謂外力在何處。
作者: 水水5    時間: 2014-11-21 16:20
又一個想當然的～9 _  ?/ _+ g/ z! @: s% k' p
外力載荷是如何作用的？你以為所有人都是設計機架的嗎？
作者: 狂奔的草狼    時間: 2014-11-21 16:32
把這個架子平放在地面上強度不就沒要求了   就不用算了
作者: 馬san    時間: 2014-11-21 16:57
本帖最后由 馬san 于 2014-11-21 16:59 編輯 5 j- Q* w1 }, u+ W2 ]
4 H; t+ h3 [" X1 l* y) Y& w
以左底架為分析對象，分別以D和C為矩心列平衡方程，Md(F)=0，Mc(F)=0，可得出在D和C處左底架受力，根據力的相互作用，得到螺栓受到的力。
作者: wo103838    時間: 2014-11-21 23:13
掃街 發表于 2014-11-21 16:05
5 n2 X/ k& e) m9 a2 X( c為什么.螺栓A、B、C、D會受到剪切力呢，樓主，必定有外力作用于某個零件上，而這個零件反抗這個外力，才會有 ...
9 |; R; z8 U" |1 h! k/ Q  I  J; u
漏了一句，叉車鏟起右底架時，右底架重量大于左底架
作者: wo103838    時間: 2014-11-21 23:15
水水5 發表于 2014-11-21 16:20
$ V) ~& ?. b3 k# A! Y0 S又一個想當然的～, g8 ?; ^! m) F+ P
外力載荷是如何作用的？你以為所有人都是設計機架的嗎？

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+ M8 T- P) b; q& J* W, k/ ~% ^  V2 a# Z4 s$ X2 ?
漏了一句，叉車鏟起右底架時，右底架重量大于左底架
作者: wo103838    時間: 2014-11-21 23:16
水水5 發表于 2014-11-21 16:20
6 \! x/ \' L5 _9 q6 ]- Q3 I) [又一個想當然的～
7 G1 O" t9 [  l2 \% K& n0 y外力載荷是如何作用的？你以為所有人都是設計機架的嗎？
. Z2 M' k4 V3 s( Q) v$ l5 t& {
漏了一句，叉車鏟起右底架時，右底架重量大于左底架
作者: wo103838    時間: 2014-11-21 23:17
狂奔的草狼 發表于 2014-11-21 16:32. r# K* p: q# ^" f
把這個架子平放在地面上強度不就沒要求了   就不用算了

1 f+ H6 h* J. J& t/ j6 b% m漏了一句，叉車鏟起右底架時，右底架重量大于左底架
作者: wo103838    時間: 2014-11-22 08:22
[attach]336714[/attach]       按這種雙頭螺栓的安裝方式
作者: dongst    時間: 2014-11-28 16:48
wo103838 發表于 2014-11-22 08:22
) F  v1 D( t4 ^6 D( C2 l4 M" M按這種雙頭螺栓的安裝方式
( K! F( `1 m+ u  c/ ^
如果你不是用鉸孔螺釘的話，你圖上的螺柱正常受載荷狀態是不受剪切力的，只受拉伸力。通過拉伸方向的壓力，產生摩擦力，來防止零件的相互滑動。
. `' k" i+ D( k% g按你提供的數據，只按單邊計算，4個螺釘在1m距離受到300Kg載荷，可以等效成4螺釘受3000N向下的載荷+4螺釘中心受到逆時針方向的3000NM力矩。" c. g( }1 f3 o/ f" T
理想狀態下，向下的載荷4個螺釘均分，為750N。3000NM的力矩被4個螺紋連接產生的順時針力矩抵消，每個螺紋連接克服力矩，額外承受了9375N的載荷。
. [0 Y% ^2 T& F# t$ \方向上，旋轉中心左邊的載荷朝上，右邊的載荷朝下。) `- Z2 O, T6 z) P% h4 u: S2 ]* j( {
因此總的合力為：左邊2個螺紋連接，承受朝上載荷8625N，右邊2個螺紋連接，承受朝下載荷10125N。6 w0 L- j5 y6 o
結論：螺紋拉力產生的摩擦力，至少要大于10125N。
  @; V+ S; q" y0 R1 S又鋼與鋼，無潤滑的時候，摩擦系數為0.15，摩擦面數為1，可以得出連接工作時，螺柱至少要保證67.5KN的拉力。" P9 a8 X( |2 B) B8 o' B9 l4 n
一般情況下，此種工況可選用10.9級的螺柱，安全系數按2來算的話，應該選用M16的螺柱。6 ?0 i' r. ?6 s# ^7 K: {
（數據：M16 proof load 為130.3KN，M14 proof load 為95.5KN，M12 proof load 為70KN）
. Z: X: _; O, P5 s; y3 X# t/ F
0 Q- x% z  ~- ]  H9 E: y  j) a因此較可靠的方案是選用4個M16-10.9的螺柱，擰緊扭矩至少200NM左右，不超過280NM，可以保證在此種工況下螺紋連接的可靠性。
$ K" j5 }+ Z% g7 j( S) P
+ m  ^) F& N4 Q1 c, X) _6 K* F) Y- l, ]
作者: wo103838    時間: 2014-11-30 22:09
dongst 發表于 2014-11-28 16:48
# T7 Z( N- Z( x# j如果你不是用鉸孔螺釘的話，你圖上的螺柱正常受載荷狀態是不受剪切力的，只受拉伸力。通過拉伸方向的壓力 ...
! D3 H  I/ }3 ~/ }) h( a% w' z+ g
dongst大俠，首先感謝你做了這個分析，我很奇怪我發了好幾個類似的帖子，認真做個分析的，幾乎沒有，我不知道是因為高手自己悶著聲早會了，不屑于做這分析，菜鳥素來求解析，還是因為大家都是工作無聊了，逛論壇消遣的，或者是我的表達能力實在太爛了。
; `4 V; E; |; I& Y  ~* @      講正題，我寫這題意在杠桿，大俠點出來了，但又忽略掉了。假如杠桿的左邊有3000Nm的扭矩產生，右邊必有3000Nm的扭矩保持平衡，而不是四個螺栓均受。所以這個分析的關鍵就在于找支點，找到受力最大的支點，其次再是分析各個螺栓所需的緊固力和屈服極限
' b' h* }& x1 }, W& s( I6 ]
作者: dongst    時間: 2014-12-1 08:48
wo103838 發表于 2014-11-30 22:09   Q9 a4 z1 T1 I. M
dongst大俠，首先感謝你做了這個分析，我很奇怪我發了好幾個類似的帖子，認真做個分析的，幾乎沒有，我不 ...
$ d$ s: t9 w+ c6 O
不好意思，我一般上班才上論壇。
$ |! l' d( L6 M, Z0 G; q有關螺栓組的受載均布性分析，國外有過具體的實驗，與螺紋加工的公差，溫度等都有關系，但是理想情況下（或目前的計算模型），在你描述的這種，都是以螺栓組的中心為支點的，而且是均分載荷的，注意不是均分力矩。
4 p) S9 T9 z/ U$ MΣ(F*l)=3000NM。其中F為載荷，l是每個螺栓中心到支點的距離，按你的設計，從左到右，即120mm,40mm,40mm,120mm。7 B9 `' l4 @& c0 E
  Q0 T8 x) r+ K/ X6 P! k
作者: dongst    時間: 2014-12-1 16:40
至于你說為什么沒人來計算，下面這段也許可以解釋一二：7 X8 t! U. W. ^4 L* m% z. ^
“阿拉一直以為，玩工業，玩的是一口‘氣’，就像功夫，你始終提著這口氣，天天在練，就一直能打，也像練拳，每天打沙袋，從來不間斷，鬼子就這德行，你甭管人家水平高低，人家每天睡醒就打沙袋。4 P: h& J6 M) X" n9 o9 L) g
   國人不是，他怕出這個力氣，他用棉花做一個超級大的貌似沙袋的東西，掛在街上招攬顧客，偶爾也打兩下，外行人看著也像，但常年打這個，就沒有什么戰斗力，碰到死心眼的鬼子，非要試試看你這個沙袋到底怎么樣？到了這個當口，沙袋的主人就妥協了，與鬼子講說不必打了，把沙袋賣給你不行嗎？鬼子就用很便宜的價格買下這個沙袋，扔了，換上從本國自帶的沙袋，依然掛在街口，國人就再也打不動了，也沒有誰再企圖較量一下了，于是，鬼子就占了整條大街。# ?* T) g+ |5 u5 {
  阿拉看到這個沙袋，有時感到有趣，也對這個拳打腳踢幾下，雖然從能力上說肯定是不及鬼子，但畢竟可以把沙袋打動了，于是，鬼子就與阿拉游戲一下，大家比試一下可以打到什么什么程度，打到哪里有多少銀子？而大家上的其它的家伙都是看客，阿拉與鬼子有勝有負，勝了得些銀兩，買燒餅吃了，吃完趕路了，再回頭望去，那西洋沙袋依然掛在街口，誰都奈何不得。”3 `3 u6 @; K% i
作者: dongst    時間: 2014-12-2 14:53
看走眼了，是兩塊零件！! P, W% @; x# {% e% P1 N
再來算一次即可，這次專門查了NASA的緊固件參考資料。; i2 Z; s9 {. n5 |2 s
[attach]337881[/attach]
2 \! Q, ]$ N, e. l: d6 _3 R4 T; FF為轉矩產生的切向力，F1=34.5KN,F2=34.5KN，方向不同而已。
3 |' s# g) O2 I& v( O* [, O轉矩產生的切向力，再合上均分負載產生的作用力1.5KN，合力依次為：
$ w; P& i. f6 r1 ]F1(合)=36KN，F2(合)=33KN1 C3 g3 d0 c, |. D7 ^
前者合力方向為朝下，后者合力方向是朝上5 S* Z- b8 j3 n0 R
從而可知最左測螺栓受載是最大的，也是最有可能鎖不住產生滑移的。. X% D6 R& G9 x9 Q5 p: l3 M
同理，另一半的2顆螺栓也可算出合力
" S$ r, Z9 ~1 M8 jF3(合)=42KN，F4(合)=39KN
( H! A7 b: T8 j7 Q7 |6 n7 ~由此第三顆螺栓受力應該是最大的，所以預緊力應該按第三顆螺栓計算，280KN。如果再加入可靠性系數1.2，則需要336KN。
$ y( i5 u5 {- W: K, B所以按帖子的工況，至少要M27-10.9級的。。。
& n) O* ?; Q& j8 P1 ^# Z
作者: 老周veius    時間: 2014-12-5 15:31
不需要算剪力的，這又不是鉸孔螺栓
作者: chengyj_82    時間: 2014-12-5 15:37
學習學習
作者: kint666    時間: 2014-12-5 20:50
暫時還看不懂



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