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9天前
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[求助] 方型管和槽钢的抗弯问题,求解答!

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发表于 2015-4-20 16:26:59 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国甘肃兰州

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如图示10#槽钢(立放),和尺寸差不多的方形管100×100×5,两头固定,受相同载荷的时候哪个的抗弯强度高?(也就是说两者当梁用的时候)
( P# }& l& Z( Q4 R; e" u, u/ z" W
如果当立柱(腿)用呢?哪个的强度更好?
- z4 t! h+ T* s6 I& {' K! H7 h0 B9 A& Y* P, Z1 N+ N! W
+ l: o+ B- L' y( r- _
# e, S. T* t8 F0 P
图示.jpg
发表于 2015-4-20 18:23:21 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏南京
楼主没用过仿真
发表于 2015-4-20 20:21:13 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北黄冈
应该方形管好一些。查一查抗弯截面模量值就知道,哪个大哪个好。
发表于 2015-4-20 20:25:16 | 显示全部楼层 来自: 中国广东佛山
我可以很负责任同你讲,工字钢比槽钢,方管不论做横梁还是做立柱都明显抗弯强度要好得多,你定要槽钢与方管比较,方管更适合做立柱,因为截面惯性矩I力学性能比槽钢好,要想槽钢强度增加,必须要将缺口用铁板焊接封口,去年我设计一套悬臂式机械手,前辈用的槽钢,没有封缺口,只焊接两端面,用来做横梁受力,随着机械手动作时,肉眼都能看槽钢晃动,后来我用了方管同样是两端焊接钢板,效果要比槽钢好了很多。也不再晃动了!
发表于 2015-4-20 20:28:20 | 显示全部楼层 来自: 中国广东东莞
对比槽钢,方通好啊,梁的弯曲强度与梁的截面形状有关,工字型最好,矩形次之,圆形最差,详情请翻看-----机械设计手册常用设计资料,有各种截面的抗弯截面模量的计算公式
 楼主| 发表于 2015-4-20 20:38:52 | 显示全部楼层 来自: 中国甘肃武威
repzk031 发表于 2015-4-20 20:28 static/image/common/back.gif$ k9 G, P* A& v" S' x8 C& I
对比槽钢,方通好啊,梁的弯曲强度与梁的截面形状有关,工字型最好,矩形次之,圆形最差,详情请翻看- ...

' a+ z0 \8 f/ E* y8 `( ]+ E我怎么听有些工程师说相同厚度的槽钢比方管儿抗弯要好得多?
发表于 2015-4-20 20:48:33 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北黄冈
淡了云烟 发表于 2015-4-20 20:38 static/image/common/back.gif
; _- R7 v! k. X/ b9 ], c+ m0 s我怎么听有些工程师说相同厚度的槽钢比方管儿抗弯要好得多?

' v. d  _2 [- _  P1. 厚度相同,高度尺寸相不相同?8 p: k/ ?- r: t/ U/ U3 G
2. 自己查过手册没有?出了事是你负责还是人家负责?
发表于 2015-4-20 20:56:15 | 显示全部楼层 来自: 中国广东东莞
淡了云烟 发表于 2015-4-20 20:38 static/image/common/back.gif
( W3 R7 t5 p4 f/ l) ?% p我怎么听有些工程师说相同厚度的槽钢比方管儿抗弯要好得多?
5 a9 A: M$ ]; ~/ z( g0 b: d+ B
10号槽钢(100x48x5.3)抗弯截面模量:39.7,100x100x5方通抗弯截面模量:52.214。三楼了tangcarlos3d 说了查一查抗弯截面模量值就知道,哪个大哪个好.请翻下手册好吧,听说要动手去证实.
 楼主| 发表于 2015-4-20 21:11:10 | 显示全部楼层 来自: 中国甘肃武威
tangcarlos3d 发表于 2015-4-20 20:48 static/image/common/back.gif
4 V$ i$ K# A7 t; L( H" I7 G- x9 I1. 厚度相同,高度尺寸相不相同?1 f3 h' p% D1 C5 w. G
2. 自己查过手册没有?出了事是你负责还是人家负责?

: Q- M: ?! I. K这个我知道,我查过,抗弯截面模量是方管大,但是有人说槽钢是热压的,方管儿时冷弯的,所以槽钢抗弯能力更好一些
发表于 2015-4-20 21:21:02 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北黄冈
本帖最后由 tangcarlos3d 于 2015-4-20 21:23 编辑
" f/ P3 D/ q+ }
淡了云烟 发表于 2015-4-20 21:11 static/image/common/back.gif
( Q5 G: ]" j' J这个我知道,我查过,抗弯截面模量是方管大,但是有人说槽钢是热压的,方管儿时冷弯的,所以槽钢抗弯能力 ...
0 m7 I/ t6 S# w8 E
7 n; P' j4 E$ s( Z. q' `- Q) O0 o
他这样说的道理在哪里?不要被人家的头衔吓到了。
4 P- c3 R4 g, T) D# S抗弯截面只与材料对中性平面的分布位置有关,也就是说离中性平面越远抗弯能力月强。公式里面有加工工艺的影响系数吗?
1 F4 P1 L8 t1 h退一万步说冷加工有冷作硬化现象,它会使材料的强度提高(只是延伸率减小了),抗弯能力会提高一些。
 楼主| 发表于 2015-4-20 21:21:56 | 显示全部楼层 来自: 中国甘肃武威
tangcarlos3d 发表于 2015-4-20 20:48 static/image/common/back.gif( i0 o/ M' y* e: n) Z+ s# x' m1 a+ b
1. 厚度相同,高度尺寸相不相同?) S5 u! ~  D2 Z: _3 [" Q9 F# @
2. 自己查过手册没有?出了事是你负责还是人家负责?

3 v8 ~8 e4 j$ g, e. U: M之前也有人问过类似问题,看第四条回答
QQ图片20150420212312.png
发表于 2015-4-20 21:29:35 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北黄冈
本帖最后由 tangcarlos3d 于 2015-4-20 21:30 编辑 4 i" n  G8 \9 x1 ^
淡了云烟 发表于 2015-4-20 21:21 static/image/common/back.gif
4 t9 D. |% v; [8 r8 s' C之前也有人问过类似问题,看第四条回答
, d1 R3 p; Q8 Z
7 m8 r( W+ M: ]. ?% W
你贴图中第4条所说的力有误,不应该是弯曲力而是轴向压缩力(因为说是竖着)。但也不能说明槽钢就比方管好。因槽钢的抗弯截面模量X、Y方向不相等,在小的方向会先失稳。而方管则两个方向的抗弯能力相等。
 楼主| 发表于 2015-4-20 21:39:16 | 显示全部楼层 来自: 中国甘肃武威
tangcarlos3d 发表于 2015-4-20 21:29 static/image/common/back.gif& w/ Z3 d( u- z% V" u5 `9 I
你贴图中第4条所说的力有误,不应该是弯曲力而是轴向压缩力(因为说是竖着)。但也不能说明槽钢就比方管 ...

3 H$ Q8 Y1 o; p# ~& ^; ^按抗弯截面模量算下来是方管要高,我们自己做设备支架也用方管多一些,但我们单位有2个老工程师,快退休了都,他们也不会算也不会用有限元,他们建议我们多用槽钢,说槽钢要比方管优越。。而且好多建筑上的都用槽钢做梁
发表于 2015-4-20 22:27:48 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北黄冈
淡了云烟 发表于 2015-4-20 21:39 static/image/common/back.gif3 K# L4 A  h# i. Q* u
按抗弯截面模量算下来是方管要高,我们自己做设备支架也用方管多一些,但我们单位有2个老工程师,快退休了 ...
! s; [8 P" u% U6 y/ d0 v! x+ l0 _
那应该只是他自己感觉而已。所谓经验,但并不是所有的经验是对的。
! s9 q1 F6 \4 @2 h) i; `垂直立杆用方管或H钢看受力情况。梁用工字钢要好一些。但如果不讲究成本用槽钢也不是不行。
发表于 2015-4-22 16:19:06 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
种类                长*宽*高        截面积        每米重量        截面系数Wx        截面系数Wy+ {3 l9 o2 S5 H' @# z: D+ C* A  B
热轧工字钢        20a-200*100*7        35.578        27.929                237        31.5/ t2 b! |" ?3 F- G
                20b-200*102*9        39.578        31.069                250        33.1
0 ^) k' X0 m# V                                       
" `6 T9 b. G' S6 X: c) }( @- @热轧H型钢        125*125*6.5        30.31        23.8                136        47
7 G, {3 j7 o" ^: Q                150*150*7        40.55        31.9                221        75.18 q& I' ~" p# @8 w. c4 p9 H
                200*150*6        39.76        31.2                283        67.72 F$ o6 E7 n2 O1 r) Z& }5 ^
                250*125*5        32.89        25.8                287        41.1
1 G7 T6 q$ y! W6 G* u. n2 J/ X( i                250*125*6        37.87        29.7                326        474 }; x9 K! S; k. e1 }; p/ B
                220*125*6        36.7        28.3                278        47& R! i9 ~0 K, ~1 r
                                       
$ s# u, {7 D9 ~$ c热轧槽钢        22-220*79*9        36.246        28.453                234        30.13 ^: o- k6 L9 |! ?# Q4 d. @) W% C
                25a-250*78*7        34.917        27.4                270        30.6/ R/ [; m- u9 _* Q$ `# F5 O0 l
                28a-280*82*7.5        40.034        31.427                340        35.77 u! [; i# m( J/ B) `2 w& n4 r
                24a-240*78*7        34.217        26.86                254        30.5
' f9 U- V- x8 T9 K% Z* c+ ], c; v2 r                                        : C! Z9 |6 I; ^
冷弯内卷边槽钢        400*160*60*4        32.27        25.33                401        113.92
  I" i2 s  N2 e" a  |/ ?                400*160*50*5        39.36        30.9                490.25        127.8
, n7 _8 _( \: A: e- i1 F% D0 X                400*160*50*3        24.01        18.85                303.6        80.835 h4 v; x4 r: B3 L' V' j) N
                                        9 [+ j- s  O6 G! b/ s  A1 Y$ z
冷弯方形钢管        200*4.5         34.67        27.2                219        5 a& Q' Y' w0 y, `+ |; ^* I% A
                200*5                38.1        29.9                239       
0 D( i# Z7 d# N; `! B% U; D2 j                180*6.3                42.4        33.3                233        9 v9 N6 c- a) N0 c
                                        - X: i+ e+ T! W4 O+ n% b0 {  |
冷弯矩形钢管        200*100*6.3        34.9        27.4                174        1182 d* C. E6 {7 S. a
                200*120*4        30.1        23.7                163        124
, q3 W$ g( J( r                200*120*8        46.4        36.5                239        180
$ r' y, ]% N/ V( n                200*150*6        39.63        31.1                227        194
, I9 b6 y6 d& D7 W. `# T3 Z                220*140*5        34.1        26.8                208        164! _5 \7 V  e, _  Q
                                        ( l) q5 _. D/ I6 ^7 l2 J- U
轻轨                30                38.32        30.1                108        4 F5 |; x- g0 R" V/ o
发表于 2015-4-22 16:20:23 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
以上是从机械设计手册上随便找了一个规格查的的数据,影响型材抗弯性能的主要参数是型材的截面系数,有时间的朋友可以做个对比分析一下。
发表于 2015-4-22 16:39:42 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
不考虑规格尺寸的前提,以单位重量(重量影响成本)作为衡量标准,在重量(设定28kg)相近的情况下,抗弯性能最好的是冷弯内卷边槽钢,其次是H钢、槽钢、工字钢、方管、矩形管。
8 v7 `4 L! D$ A/ T' b对于槽钢或者H钢,重量相近的情况下,越高抗弯性能越好。
$ _. a8 h2 V  i: e对于矩形管和方管,壁厚对抗弯性能的影响更显著一些。8 X2 D( Y4 F5 W/ g4 c
对于限定可使用空间的情况下,即宽和高有严格限制时(以200*200范围内安装),H钢性能最好其次是工字钢、方管、槽钢,但三者抗弯性能区别不是很大。
( Z& D2 v  |7 N3 i; Q3 Q$ |; Y9 U5 a以上是参照上述数据做的粗略对比。
发表于 2015-4-22 17:05:22 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
对于钢材的使用实际上要考虑的方面很多,包括但不仅限于重量、使用场合、占用空间、加工性能、焊接性能、美观、应用行业等等,不能片面说那个性能更好,! X/ p1 M9 f: f: r+ C) B! N+ @* w
譬如做桁架机械手的横梁,虽然H刚性能不错,但是很多时候都用方管或矩形管,因为横梁上要安装导轨、电机、拖链、光栅尺、死挡、传感器等等,如果在H钢上焊接这些部件的座板会很麻烦,并且一半横梁不仅仅要抗弯,还要抗扭,方管的抗扭性能更好一些。
5 b3 D" G6 Q$ X& }# W" q8 B$ h再比如做支架一半用槽钢,因为槽钢做链接时,打孔或穿螺钉会很容易,方管需要做通孔,把合变形很严重。; s, d9 K, L6 F6 a5 B
常用的行业车间的立柱基本都用H钢,框架搭的楼板很多用槽钢,机械设备上有移动的部分基本都是矩形管,货架基本都是C型钢。9 V/ T' M7 _% B* }& c- U" t
另有从焊接性能干,热轧钢通长焊接性能稍差,并且不易于精密加工,但是成本很低,通常每公斤4元左右,而冷弯的恰恰相反,但价格较高,通常4.5元左右。) \# E) _: B. e! n- C
因此建议楼主,因地制宜,不同的工况选用不同的型材,别迷信,但也别否定一切经验,自己想办法查资料,别全靠别人告诉你怎么做。
 楼主| 发表于 2015-4-22 22:03:27 | 显示全部楼层 来自: 中国甘肃武威
DYL790808 发表于 2015-4-22 17:05 static/image/common/back.gif
8 a. \- O& N/ q9 {; A; z# J对于钢材的使用实际上要考虑的方面很多,包括但不仅限于重量、使用场合、占用空间、加工性能、焊接性能、美 ...

- ]9 ?( J+ w* B! y! b  w受教了,谢谢!
发表于 2015-4-23 14:09:18 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江宁波
材料力学里有相关的知识,现在记不得了,不过可以建议你查你一下两种不同截面的抗弯截面系数,哪个大哪个好些
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