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標題: 拉桿及鉸軸的應力計算及分析（一） [打印本頁]

作者: 趙金君 時間: 2016-9-19 12:57
標題: 拉桿及鉸軸的應力計算及分析（一）
   無論你從事什么機械設計工作，80%的機械離不開鉸軸拉桿機構。
   若該機構二端承受拉力30噸，載荷性質是脈動循環。座和拉桿材料為Q345B，軸45號鋼。                         軸與孔的配合是H8/h7。工作環境溫度常溫。負載動載系數K=1.25.安全系數n=1.33.
   要求其工作循環10的7次方以上（每天工作8小時的機械，壽命12年以上）才能疲勞破壞。
   為便于大家統一答案，銷軸直徑60mm;拉板寬度（即2R=170）為170mm.
   對于這種有限壽命設計的問題，如何來確定拉桿厚度的最小尺寸呢？
   請各位展開討論和計算分析。如下圖

(, 下載次數: 233)

拉板及鉸軸的應力計算和分析（二）
拉桿及鉸軸的應力計算及分析（三）
拉桿及鉸軸的應力計算及分析（四）

作者: 水秀天藍 時間: 2016-9-19 13:48
剪切強度和抗拉強度？大概想到這些了。

作者: 水秀天藍 時間: 2016-9-19 13:59
本帖最后由水秀天藍于 2016-9-19 14:07 編輯

碳素鋼的疲勞強度σ-1≈（0.4～0.55）σb，
Q345B疲勞強度取中間值:d(-1)=0.48*345Mpa=165.6Mpa=1656kg/cm^2。
拉桿截面積=F/d(-1)=30T/1656=18.1cm^2.

還要考慮系數，S=18.1*1.25*1.33=30cm^2.

作者: 薛清雅 時間: 2016-9-19 14:42

水秀天藍發表于 2016-9-19 13:59
碳素鋼的疲勞強度σ-1≈（0.4～0.55）σb，
Q345B疲勞強度取中間值:d(-1)=0.48*345Mpa=165.6Mpa=1656kg/cm ...

老師，有相關的實例計算書籍嗎

作者: 淡然 時間: 2016-9-19 14:49
本帖最后由淡然于 2016-9-19 14:51 編輯

(, 下載次數: 196)

這種手冊上有計算。至于要求壽命100萬次以上的算法，還沒有看見。

作者: 詹姆斯007 時間: 2016-9-19 15:11
以前經常設計這種結構，因為頻率很低，只需做靜力分析。
我以前是做起重機設計的。

作者: simpleplanfx 時間: 2016-9-19 15:15
根據壽命計算應該和載荷頻率以及類型很有關系吧。這樣的整個設計的方法是不應該采用基于疲勞設計的方法？強度什么的肯定是妥妥的滿足了。
坐等大師解惑

作者: 小人Mτ 時間: 2016-9-19 16:14
可以參考氣缸或液壓缸的鉸鏈連接頭，這是個捷徑，迫不得已可以采用
液壓缸的額定動作次數有100萬次嗎？

作者: 1179819870 時間: 2016-9-19 16:24
creo simulate的優化設計模塊應該能滿足你的要求

作者: 秦小白_xb 時間: 2016-9-19 20:18
對于Q345與45號鋼，循環基數N0=10∧7，以及脈動循環下的σ0可計算得到循環100萬次下的疲勞極限，考慮安全系數即可獲得最大σmax。

作者: 機械路慢 時間: 2016-9-19 21:23
本帖最后由機械路慢于 2016-9-19 21:28 編輯

水秀天藍發表于 2016-9-19 13:59
碳素鋼的疲勞強度σ-1≈（0.4～0.55）σb，
Q345B疲勞強度取中間值:d(-1)=0.48*345Mpa=165.6Mpa=1656kg/cm ...

我覺得你算的不對。首先題目是脈動循環應力，不是對稱循環應力；而且Q345b中345是屈服強度，不是強度極限。層主過于套用公式，以上的我的陋見。

作者: 三歲就那么帥 時間: 2016-9-19 22:24
機械設計書上面有些相關公式

作者: 機械路慢 時間: 2016-9-19 23:59

機械路慢發表于 2016-9-19 21:23
我覺得你算的不對。首先題目是脈動循環應力，不是對稱循環應力；而且Q345b中345是屈服強度，不是強度極限 ...

不好意思，手頭上資料有限，在機械設計上看到一個等效循環變應力。查表可以得到45的強度極限；再由公式（0.1-0.2）=（2σ_1-σ0）/σ0；得到σ0，最后在得到45軸的直徑。不過我覺得更需要計算的是座的強度

作者: 趙金君 時間: 2016-9-20 07:25
               1、尺寸系數
不考慮    2、表面加工系數          這3個系數的影響。
               3、平均應力影響系數

作者: 1179819870 時間: 2016-9-20 09:10
能否共享你的三維數據？

作者: 1179819870 時間: 2016-9-20 11:56

1179819870 發表于 2016-9-20 09:10
能否共享你的三維數據？

理論分析得理想化（做簡化），做簡化就有誤差，何必執著？

作者: ★葉→秋★ 時間: 2016-9-20 12:48
脈動載荷許用抗拉強度，許用抗剪切強度，看樓主的要求載荷次數，這是金屬的永久疲勞強度，這可以查材料性能手冊，考慮加工因素，表面質量，可靠度等等，查手冊加安全系數，還有個擠壓強度，校核材料 P值，這個沒什么難的。只是很多人都沒有去考慮過壽命，所以才覺得無從下手。

作者: 提拉米蘇蘇 時間: 2016-9-20 14:37
收藏了

作者: 淡然 時間: 2016-9-20 17:29
這種結構尺寸是有比例標準的，b=2.0~3.5d，所以只要校核銷軸強度夠了，拉板和支座就應該沒有問題，只是強度要取疲勞載荷。

作者: 大鵬ygvcft 時間: 2016-9-20 17:53
鉸孔處不可能是拉力除以面積。應該有應力集中。

作者: 哥是個傳說 時間: 2016-9-21 16:55
好帖，我覺得這些理論計算都不太可靠，可靠的應該按照起重設備計算，那是理論+實踐檢驗的，查下相關數據。
當然還有很多結構上的細節需要考慮。

作者: 野蠻游戲 時間: 2016-9-23 10:45
請教大俠，兩端都受力，受力方向是相向還是相反呀？還有我百度了下脈動循環，載荷的性質是圓周間歇受力的意思嗎？謝謝啦

作者: 野蠻游戲 時間: 2016-9-23 16:48

水秀天藍發表于 2016-9-19 13:59
碳素鋼的疲勞強度σ-1≈（0.4～0.55）σb，
Q345B疲勞強度取中間值:d(-1)=0.48*345Mpa=165.6Mpa=1656kg/cm ...

這個是許用應力的算法？

作者: 野蠻游戲 時間: 2016-9-23 16:49

野蠻游戲發表于 2016-9-23 10:45
請教大俠，兩端都受力，受力方向是相向還是相反呀？還有我百度了下脈動循環，載荷的性質是圓周間歇受力的意 ...

謝謝大俠指點

作者: 野蠻游戲 時間: 2016-9-24 11:24
剛剛對軸進行了強度校核σmax=P/A=30*10^3/(3.14*60*10^-6/4)=636.94MPa>600mMPa，可見軸的強度不夠，不知道驗證是否正確？

作者: 野蠻游戲 時間: 2016-9-24 14:15

野蠻游戲發表于 2016-9-24 11:24
剛剛對軸進行了強度校核σmax=P/A=30*10^3/(3.14*60*10^-6/4)=636.94MPa>600mMPa，可見軸的強度不夠，不知 ...

原來這樣，我沒考慮全面

作者: 野蠻游戲 時間: 2016-9-24 16:22
C:\Users\design02\Desktop大俠是通過這個公式嗎？其中尺寸系數，表面加工系數，平均應力影響系數忽略不計，應力幅和平均應力相等為σ，再依據三樓的公式碳素鋼的疲勞強度σ-1≈（0.4～0.55）σb，取σb最大值675MPa,我最后求得的厚度大于8.1mm

作者: 野蠻游戲 時間: 2016-9-24 16:23
C:\Users\design02\Deskto

作者: 野蠻游戲 時間: 2016-9-24 16:26

野蠻游戲發表于 2016-9-24 16:22
大俠是通過這個公式嗎？其中尺寸系數，表面加工系數，平均應力影響系數忽略不計，應力幅和平均應力相等為σ ...

圖片在下面

作者: 淡然 時間: 2016-9-26 11:17
本帖最后由淡然于 2016-9-26 11:18 編輯

(, 下載次數: 93) 通過上面的公式算銷軸的d

(, 下載次數: 97)

通過上面的公式算拉板的b

(, 下載次數: 96)
通過上面的公式算拉板座的a

作者: 凱思特 時間: 2016-9-28 11:43
你這個假設有問題，我這種計算一般采用歐拉公式計算耳板尺寸、鉸軸尺寸，這樣算一般情況下是滿足疲勞強度的

作者: muyemuye 時間: 2016-9-28 12:04

1179819870 發表于 2016-9-19 16:24
creo simulate的優化設計模塊應該能滿足你的要求

你經常用這個軟件嗎？我是偶爾用一下。但有些局部應力太高，怎么辦? 我能加你微信好友嗎？我的是muyehappy 等待你的回復，謝了

作者: 1179819870 時間: 2016-9-28 19:02

muyemuye 發表于 2016-9-28 12:04
你經常用這個軟件嗎？我是偶爾用一下。但有些局部應力太高，怎么辦? 我能加你微信好友嗎？我的是mu ...

局部應力過高可以倒圓角，避免應力集中的出現。塑性材料對應力集中不敏感，有時候可以不考慮

作者: muyemuye 時間: 2016-9-29 17:30

1179819870 發表于 2016-9-28 19:02
局部應力過高可以倒圓角，避免應力集中的出現。塑性材料對應力集中不敏感，有時候可以不考慮

兄臺，可否加你微信好友？

作者: 1179819870 時間: 2016-9-29 17:49

muyemuye 發表于 2016-9-29 17:30
兄臺，可否加你微信好友？

jiangxue954452567

作者: 野蠻游戲 時間: 2016-9-30 13:03

野蠻游戲發表于 2016-9-23 16:48
這個是許用應力的算法？

我看了幾遍得回去翻書

作者: kenily 時間: 2016-9-30 14:55

趙金君發表于 2016-9-20 07:25
1、尺寸系數
不考慮 2、表面加工系數這3個系數的影響。
...

樓主，你原來的職業是新聞記者吧，掙點擊率強行分篇？
東西寫完再發，真是分批次的分批次，別強行寫詩詞，擠牙膏。

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