低碳鋼的抗壓強度值？

曉昀 · 發表于 2011-4-14 15:11:54

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。

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：
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。

無能 · 發表于 2011-4-14 22:40:13

本帖最后由無能于 2011-4-14 23:16 編輯

這跟油壓機相似，不過載荷是反向的。
但我們首先不考慮壓桿穩定，只考慮彎曲。
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？
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。
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。
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。
但是，你怎么能肯定偏角會小于0.5°，而偏心會小于10mm？
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。
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。

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。
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。
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。

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！
于是敝人的哲學體系就完備了，“盡人事而聽天命”。

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。

無能 · 發表于 2011-4-14 23:14:02

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。

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。
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。

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，

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。

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，

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。
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。

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，

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。

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，

節點的設計要比中間截面復雜。
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。

JSBAO · 發表于 2011-4-15 06:12:46

通常承壓應該問題不大，主要要考慮其他情況的

781595830 · 發表于 2011-4-15 13:48:16

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。

mixin0756 · 發表于 2011-4-15 22:05:57

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。

冷水黃金 · 發表于 2011-11-4 23:53:16

書到用時方恨少，郁悶，頂下！

無情、無我 · 發表于 2011-11-5 19:34:52

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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低碳鋼的抗壓強度值？

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