力学计算模型相关

beerstand

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。
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
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。

nieyibiao

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。

gaoyns

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。
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)。

beerstand

谢谢2楼，3楼
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。
请问抗弯段面系数W该怎么计算。
  s% ~0 V. o5 I' j+ J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？

gaoyns

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 。
* b! n  }% Q# r5 p: ]1 c! @  Q2  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）。

eastlakewater

怎么可能啊？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？
1 a$ q2 r. V. x6 T* Z5 [' u那个地方并不是最危险的截面
3 c6 U1 \( K5 ~是你的3个螺杆孔的地方啊
6 F' l1 X8 |1 P+ I5 l/ r: K如果要断裂
那么你的三个螺杆孔的地方最先断裂

poxiangzi

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：
3 ]' [% S1 a/ C
* n3 r# q4 L; f- Z' {+ V: A1）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）；

& W" X8 U% z/ Y+ R( u9 l5 q2）校核3耳危险截面（楼主用蓝线标识的位置）的抗弯强度；

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，
/ c, a3 v5 z) z  I
3）校核3耳危险截面的剪切强度；
8 p! L; Q, d8 y6 `" j- `
, a- {* }" C) Z4 N. r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。
. w: R5 ~# P* j' Y# U& Q' ?
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：

1）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）；
* n; Z, d5 W' f) N
7 M4 V; M; u/ Z6 F/ |; i" V5 e& D( a2）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）；

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；

  T: v4 ?  E& v. Q4 {% a; L( S4）根据正压力F、接触面的摩擦系数μ计算出摩擦力f=μ×F；

! _' m$ Y! |2 p$ q5）拉脱力F'>=f，完成。
. W6 B3 b9 e3 E7 ~) [
请大家讨论。
9 C( o4 I% M3 v3 W' y
[ 本帖最后由 poxiangzi 于 2009-11-13 16:29 编辑 ]

beerstand

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。
) p4 v+ I  ?& f2 T) S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。
: D/ S1 k# [& i另外，gaoyns模型中Ｌ，是不是如下图所示中红色标示的Ｌ？

gaoyns

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。

xiaotianguangyu

危险截面在耳朵部分，需要校核

beerstand

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

shanyunxiao

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？

suiyuan2009

4# beerstand 选择最小截面处作为危险截面来计算。。