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[已解决] 力学计算模型相关

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发表于 2009-11-12 09:43:11 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国内蒙古呼和浩特

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各位大神,本人现碰到一个力学计算相关的简单(我猜比较简单)问题,虽然简单,但由于不是学这个专业的,虽然大学接触了一点,但现在也忘光了,想请各位帮忙。0 f/ n/ \/ V, I* o+ m2 s
如附件图所示,假定这个东东是过盈安装在一个轴上,现在想把它拆下来,拆的方式就是在周边的三个大孔里装上螺杆往外拉,我现在想计算当使用多大拉力  M) w* v' P, a& J9 U
时这个东东(材料为球墨铸铁)即会在蓝线所示处发生断裂,恳请大神们赐教。条件不足之处请用字母代替。
pic1.JPG
发表于 2009-11-13 10:14:55 | 显示全部楼层 来自: 中国湖南长沙
你这过盈量如果太小,则轴被拉出来了,而三个耳朵没断。如果过盈足够大,可在ANSYS中,约束中间轴孔,在三个耳朵上加载力,得到零件的应力分布状况。当算出的应力超过屈服强度时的力就是你需要的。

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发表于 2009-11-13 10:41:47 | 显示全部楼层 来自: 中国山西太原
此问题有个基本条件,就是由过盈配合产生的轴向拆卸拉力,必须大于三耳的折断所需拉力。这样问题才能继续展开。
' a2 m' m0 e. q这是3个悬臂梁,每孔中心线上的拉力为F,孔中心线与耳根部的距离为L,再算出根部的抗弯断面系数W,就可计算拉断应力 σ 了:σ = PL / W ≥σw      ( 式中σw为弯曲强度极限)。

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 楼主| 发表于 2009-11-13 11:15:40 | 显示全部楼层 来自: 中国内蒙古呼和浩特
谢谢2楼,3楼( w6 I! F) m! Z2 b
我现在就是需要校核耳部会不会拉断,这样看来就是根据3楼的公式来计算P,拿这个P来跟轴向卸拉力比较。
8 I. y: Q9 j& T2 D9 j请问抗弯段面系数W该怎么计算。- F" m, ]/ X$ T4 ?' l6 L4 d# Z; t
另外距离孔中心线与耳部(是一条弧线)的距离不是一个定值,应该怎么取呢?
发表于 2009-11-13 15:13:09 | 显示全部楼层 来自: 中国山西太原

回复 4# beerstand 的帖子

1  抗弯断面系数W,近似按矩形算,设根部宽为B,厚为H,则 W = BH^2/6 。
$ y$ r8 P3 o$ R* ~0 l0 r$ N3 j2  L等于螺栓孔中心线至轴孔中心线的距离减去根部圆弧半径(至轴孔中心线的距离)。

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发表于 2009-11-13 16:08:33 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏常州
怎么可能啊????????????????????, ~# S! Q/ e5 s5 h" b5 W1 D$ U# @! @
那个地方并不是最危险的截面
' t" T; D* i. W  ?: p" j. C是你的3个螺杆孔的地方啊
4 M% {  P& J7 o* X. l6 t/ k0 }) W如果要断裂" K% t4 {6 T9 ?" r2 m  x1 }
那么你的三个螺杆孔的地方最先断裂

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发表于 2009-11-13 16:24:21 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏泰州
看了各位的模型,很有启发,说说自己的看法,根据楼主的计算需求,本人觉得主要有两个力学模型需要建立:
; s/ M5 e9 r7 S/ J' S  u; k( f5 ]
1)计算轴向拉脱力的力学模型(首先得计算需要的拉脱力,才能继续建立断裂失效的力学模型);
4 G6 T& E1 Z" T1 `+ j+ n# O
' I, l5 \% C% E' x8 e2)校核3耳危险截面(楼主用蓝线标识的位置)的抗弯强度;5 s6 r6 ^3 J* k6 @" e6 w# t
- r$ O+ M6 @4 z- U- ^* s" g
另,如有需要,也可以校核在拉脱力的作用下,3耳危险截面的剪切强度;所以,* }' C6 L- l! u) W6 Y: s
6 I. E1 _- F! Q: C1 V: G0 b! a2 ?
3)校核3耳危险截面的剪切强度;; V$ a! x* d. g8 F' \+ Z7 f* t7 ]

3 v8 o# d' m! l% I注:2)、3)的校核一般情况下只需要做一项,主要看在实际情况下哪个要素在构件的失效中起到了主要作用。
( P/ M' ^) R; O6 N! F
8 l' {: V7 k9 F5 v1 ]7 I: f关于第2)个力学模型,我认为gaoyns的模型是正确的,第3)个只要计算出拉脱力,按照gaoyns的简化模型计算也很简单,简单说说计算拉脱力的模型建立:2 W/ Q* {6 i1 F. s. |& X1 C# G

, V% M3 J+ l, i( M9 A6 ]* @' ~  J) _. z1)首先,根据孔轴过盈配合的过盈量计算出配合面产生的接触压力P(接触压力P的计算模型参见附图,或http://www.3dportal.cn/discuz/viewthread.php?tid=800566&extra=&page=1第4章);
4 s' |2 H: Y* Y! j1 l+ K. Z) s; s+ Q( h8 s9 L# w5 d
2)计算配合面的面积A(就是圆柱展开面积=配合长度×孔、或轴的周长);
$ T; u3 W& P+ u' ]5 t' h5 s; [, f, d" V% k1 H% j- d: g# `
3)根据接触压力P、接触面积A,计算出接触面的正压力F=P×A;
- u3 g5 Q) l( I' L* q9 W1 @$ f2 W, u/ z. t, a! `' U! r5 p7 e% B
4)根据正压力F、接触面的摩擦系数μ计算出摩擦力f=μ×F;
% M1 U) [) r. R! l- H: {7 q1 j& k! i7 M0 d
5)拉脱力F'>=f,完成。
' ?' n9 }( Q* L! U* A. T6 |$ N) z, J  l
请大家讨论。& N( Q2 A3 r8 X1 f# ^

! K! u: Z% R6 j[ 本帖最后由 poxiangzi 于 2009-11-13 16:29 编辑 ]
接触压力计算模型.jpg

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 楼主| 发表于 2009-11-16 09:55:02 | 显示全部楼层 来自: 中国内蒙古呼和浩特

谢谢各位

按照7楼全面的思路,我还有一个问题, 就是按照gaoyns的悬臂梁简化模型,是不是不应该有剪切应力?如果有,请告知详细的计算方法,因为我实在太笨,对这些我几乎是幼儿阶段。! v4 i/ P& z" u! o, P% }
对于8楼的问题,因为螺杆与孔固定都是用面积较大的螺母及垫片,所以危险截面应该是耳部。不知道我想的对不对。
  j3 |4 t% |$ N" V另外,gaoyns模型中L,是不是如下图所示中红色标示的L?
Capture1.JPG
发表于 2009-11-18 15:50:33 | 显示全部楼层 来自: 中国山西太原

回复 8# beerstand 的帖子

L是耳根部的一段圆弧,也就是耳的两条斜线与毂外圆的二交点间的圆弧长,也可用二点间的弦长,更安全一些。短消息中提到的安全系数,我想风电维修不易,取≥4为宜。

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发表于 2009-11-25 15:15:04 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
危险截面在耳朵部分,需要校核

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 楼主| 发表于 2009-12-4 08:40:11 | 显示全部楼层 来自: 中国内蒙古呼和浩特
谢谢各位,我已按照7楼的方法进行校核,这个问题算是解决了
发表于 2011-8-30 13:30:36 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
7楼的公式如果是两种不同材料应该是按照销子的弹性模量还是孔的?
发表于 2011-8-31 21:42:38 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
4# beerstand 选择最小截面处作为危险截面来计算。。
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