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樓主: 曉昀

低碳鋼的抗壓強度值?

[復(fù)制鏈接]
11#
 樓主| 發(fā)表于 2011-4-14 15:11:54 | 只看該作者
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(jié)構(gòu)設(shè)計,僅有的力學(xué)知識就是上大學(xué)時的材料力學(xué)基礎(chǔ),機械設(shè)備中的其他計算還能對付,就是涉及鋼結(jié)構(gòu)的就膽怯,不騙你。我的師傅就是老板,細節(jié)的鋼結(jié)構(gòu)理論估計他也沒有。我們所做設(shè)備中最多的鋼結(jié)構(gòu)就是設(shè)備的撬體,但是那個受力分析沒有這么復(fù)雜。
1 U! e7 ^4 x4 d- }8 S! _9 z1 [$ G# t
    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。
. v% v' }  C: \9 E% \    問題描述如下:
5 S, g; W0 @3 p) |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(shè)備寬度為650左右,并座在距離為700mm的2根H鋼上端,設(shè)備的主軸豎直向下。通過2個對稱布置的液壓油缸給設(shè)備主軸施加向下的力,一個油缸施加150噸;主軸再通過設(shè)備內(nèi)部的軸承將施加的力傳給設(shè)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。
12#
發(fā)表于 2011-4-14 22:40:13 | 只看該作者
本帖最后由 無能 于 2011-4-14 23:16 編輯 / m$ z4 [8 T2 S  d/ E/ V) V$ _

- ?) l( s6 V2 G" C4 ]0 w( x9 D; `9 L8 x這跟油壓機相似,不過載荷是反向的。6 V$ ]' h; _4 ]( o) v0 l1 u
但我們首先不考慮壓桿穩(wěn)定,只考慮彎曲。/ z. t5 b  F! g3 K7 H
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(chǎn)生多大的彎矩呢?  ]5 {1 V3 M; i$ V$ W" w9 j6 i  g5 l
假設(shè)偏角為0.5°,那么在底端產(chǎn)生彎矩sin0.5°*1.8m*150WN=23560Nm。
( H8 s2 Q- ~3 a' P+ x再假設(shè)頂端載荷偏離形心10mm,則又在全長產(chǎn)生彎矩150WN*0.01m=15000Nm。
2 r0 z; ^3 }; h7 r6 ~. o2 s) U$ f共計在弱軸Wy上產(chǎn)生彎曲應(yīng)力38560Nm / 233 cm^3 = 165MPa。
7 X7 _  y( G2 j* I9 y要命的是,這時候柱子已經(jīng)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(chǎn)生了彎矩呢?這個咱考慮不過來,就先不考慮了。: i# ^2 n+ C$ G& |' v( H
設(shè)假若產(chǎn)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。
' I; F- C2 n  E  S/ i( j) ~: c還有壓應(yīng)力150WN/8100mm^2=185MPa。9 @, M. H  x- z8 T+ E; v
再加上制造安裝偏差,及H鋼在全長上的形狀誤差,在相應(yīng)截面上又產(chǎn)生應(yīng)力。0 s# P9 t1 S2 A+ u) J4 |
但是,你怎么能肯定偏角會小于0.5°,而偏心會小于10mm?
7 s" u4 `* v4 V; F: ]! `所以問題麻煩去了,樓主這個設(shè)計若貿(mào)然就畫圖拿去制造,后果不堪設(shè)想。
1 y% g- O3 k5 ]9 \再看壓桿穩(wěn)定,它的公式是從“梁”的公式推導(dǎo)出來的,所以壓桿穩(wěn)定不是壓桿的問題,而是梁的問題。6 \" B/ P- U( E" b- r! q

6 A0 N" h/ o1 _8 B' r" C% y% {6 A建議用桁架結(jié)構(gòu),首先構(gòu)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(yīng)力控制的短粗桿,咱不會算穩(wěn)定,還不會算壓縮么,呵呵。$ e4 s- E; g$ n4 a- O
其次精心設(shè)計梁柱節(jié)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。/ v) R0 N7 e$ A' ^
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。/ c$ r* d% C& ~0 M
最后設(shè)計所有節(jié)點,節(jié)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。1 ?5 H/ Y! H- P. X0 b- O) A' b
4 i- b2 `8 j' z, f; Q! g
從整體到個體,從上面到下面,從中間截面到局部節(jié)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(fā)地震時開機。再說了,美國世貿(mào)大廈設(shè)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(xùn)做的設(shè)計,據(jù)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!
7 e! h. T/ o% ]5 e! V9 E# ^) C- a. U于是敝人的哲學(xué)體系就完備了,“盡人事而聽天命”。
- N/ F5 s) d! i, Y) n" V5 Y. j
1 \4 a% x1 s* N8 c. K& p2 O' H我沒有設(shè)計過這種重型結(jié)構(gòu),并且在工作中也幾乎都用不上做這種設(shè)計和計算,以上純粹是紙上談兵。$ D% y! Y( A+ k

評分

參與人數(shù) 1威望 +1 收起 理由
曉昀 + 1 謝謝您的思路和指點。

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13#
發(fā)表于 2011-4-14 23:14:02 | 只看該作者
998大俠果然是高手,做機械的竟然精通鋼結(jié)構(gòu),令敝人嘆服!4 G6 f- Y6 F9 J1 w& s
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。) H1 G- t  q4 t. I, k

8 F4 m5 P% u- T2 z這是基本理論了,一個看應(yīng)力的狀態(tài),一個看結(jié)構(gòu)狀態(tài),
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- j4 a, z* j9 [
應(yīng)力對桿件中間截面而言,無非材力的拉壓剪扭彎,對節(jié)點而言,得上彈性力學(xué),當然這是嚇唬人的話,若用節(jié)點板或節(jié)點塊,查手冊即可。
- u0 J% Z2 l. `結(jié)構(gòu)狀態(tài)就是結(jié)構(gòu)形式了,剛架結(jié)構(gòu)還是桁架結(jié)構(gòu),桁架結(jié)構(gòu)也分好多種的,剛架結(jié)構(gòu)也是。但歸根結(jié)底,一上有限元,全部搞定。
8 z" K" }( q# Z6 ]& d; a: I' ]3 x& ?6 {7 H$ q  x5 \; }6 }
舉幾個淺顯的例子,- a% v, }4 c$ K+ Y2 Y( ^' G0 c
1 當不滿足歐拉條件時,不是強度的問題,是穩(wěn)定性的問題,強度可以還富裕,但結(jié)構(gòu)已經(jīng)跨了,
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這個就是壓桿穩(wěn)定的內(nèi)容了。為什么穩(wěn)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(yīng)力中彎曲應(yīng)力最厲害。  \" `. d/ K9 y8 k

& `% a* F. _& j8 o6 r2 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(jīng)破壞了,' S0 S  G* K4 V7 m% J% q

% ~3 Q# H& F2 K; W
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(xué)的不深。
$ a9 I4 _$ e. i( K# A7 k/ R( Z- T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。
% S$ _2 E# m8 w) i" @/ y  Q4 }
" b  \' u% c1 Y3 當不滿足擠壓條件時,材料的局部因擠壓已經(jīng)破壞,而整體結(jié)構(gòu)尚在,
6 f% @" X2 x+ P% K3 A# \9 t5 a9 q3 ]* a3 @4 ~* h2 N
擠壓應(yīng)力最容易分布不均而引起應(yīng)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(yīng)力都不同,這個得用彈性力學(xué)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(wǎng)絡(luò)中也講究個“負載均衡”。何以故?老子說過,不患貧而患不均。
1 n7 b3 ?* g6 m. N3 W2 k2 ?
; y1 S& B! X/ V1 f: y4 當連接結(jié)構(gòu)的沖切條件不夠的時候,立柱可能尚在,但結(jié)構(gòu)已經(jīng)損壞,
% P4 v0 z7 A: c2 h1 }5 l5 e
# z2 m2 l# l) g4 Y! K+ P
節(jié)點的設(shè)計要比中間截面復(fù)雜。; q9 [* g+ U9 l$ b" @& U
至于說整體穩(wěn)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(zhì)的改變,進而將桿件變成了“梁”,敝貼中也曾提過。

點評

要不看您的詳解,998大俠的回復(fù)都看不懂啊  發(fā)表于 2015-12-7 22:01
高手,有點頭暈  發(fā)表于 2011-4-15 13:10
14#
發(fā)表于 2011-4-15 06:12:46 | 只看該作者
通常承壓應(yīng)該問題不大,主要要考慮其他情況的
15#
發(fā)表于 2011-4-15 13:48:16 | 只看該作者
基于拉伸實驗確定的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,最大應(yīng)變量受到塑性失穩(wěn)的限制,一般∈=1.0左右,而實際塑性變形的應(yīng)變往往比1.0大得多,因此,用拉伸實驗確定的應(yīng)力-應(yīng)變曲線便不夠用了,而用壓縮實驗得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的應(yīng)變量∈=2,因此要獲得大變形程度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線需要用壓縮實驗。所以你做壓縮實驗,當然用壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線,用拉伸的話不夠用啊。
16#
發(fā)表于 2011-4-15 22:05:57 | 只看該作者
對在受壓狀態(tài)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(yīng)變量不超過額定值,才能保證材質(zhì)的使用性能。
17#
發(fā)表于 2011-11-4 23:53:16 | 只看該作者
書到用時方恨少,郁悶,頂下!
18#
發(fā)表于 2011-11-5 19:34:52 | 只看該作者
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(yīng)屬壓彎組合,但考慮抗壓是不行的...還要考慮彎曲啊....

點評

游客
  發(fā)表于 2012-6-20 17:45
你們的老師應(yīng)該沒有實戰(zhàn)經(jīng)驗,才會說出這樣的話。在鋼結(jié)構(gòu)中,穩(wěn)定性是排在第一位的。  發(fā)表于 2012-6-20 17:45
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