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[求助] 前辈们，怎么计算角铁、方通、槽钢的承重？

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小刘-到
发表于 2014-8-21 10:34:35 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自： 中国广东深圳

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x
如图，架子的承重大概在40kg左右，按这个尺寸用角铁焊接的话，用多大的角铁呢？1 e* o( e, C; G( H
没有找到怎么算角铁承重的办法，只有算角铁重量的。。。5 z5 i/ G3 X) i% @* g4 f
0000.jpg
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tangcarlos3d
发表于 2014-8-21 11:04:47 | 显示全部楼层 来自： 中国湖北黄冈
参考材料力学中关于“梁”强度、刚性（扰度）计算、校核内容。6 G* z3 ^0 R2 z7 c6 \1 e- L2 k
40kg重图示的跨度最小号角钢就可以，不需要计算。

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千军一将
发表于 2014-8-21 13:33:47 | 显示全部楼层 来自： 中国江苏常州
用抗弯强度计算4 j; x2 \& c) g7 J+ N7 L. m
这一类的东西
: A+ k  M$ ^& M) J如果不是很大批量的生产: z( B) F; o6 f8 C3 z
那么
+ c, F) [! L! B1 H3#、4#角钢没有什么区别% }1 p& p% i6 {" R
不差多少钱

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小刘-到
 楼主| 发表于 2014-8-21 15:37:43 | 显示全部楼层 来自： 中国广东深圳
千军一将 发表于 2014-8-21 13:33 static/image/common/back.gif: l1 L' x: Q7 w, x
用抗弯强度计算& w; m" `2 t5 U: |% S8 e3 a6 s# j, `
这一类的东西. V. y$ h1 G. q+ ~7 D- ?
如果不是很大批量的生产
, \& D" Q- a  I. C; v0 N
那用40*40*4的吧！没有找到计算公式和数据，就用这个保险一点呀！

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小刘-到
 楼主| 发表于 2014-8-21 15:38:30 | 显示全部楼层 来自： 中国广东深圳
tangcarlos3d 发表于 2014-8-21 11:04 static/image/common/back.gif
6 D" G3 U) ~/ m% j& N参考材料力学中关于“梁”强度、刚性（扰度）计算、校核内容。
( O! |# c# E0 ]$ `+ i9 n, ~. R40kg重图示的跨度最小号角钢就可以，不需要 ...
5 Z) H' J& H& c) e  L5 Q  f
不会算，没有相关数据我直接用40*40*4的算啦！
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gaoyns
发表于 2014-8-21 16:06:28 | 显示全部楼层 来自： 中国山西太原
本帖最后由 gaoyns 于 2014-8-22 10:30 编辑 * J& h+ k7 }, P4 z5 d( |1 K
$ M! w4 B. i- @# A
计算方法是有的，看受力情况如何，都是材料力学的基本公式。
. ^* v/ E$ Y  c% \: {; l; X1  这40kg重物是放在什么位置，如果是向上突出的4条腿承重，可用压杆稳定计算（详见材料力学）。
) V9 Q+ Q- f5 n2  如果是上面“日”字形角钢承重，那就算较长的角钢受弯计算，4腿用压杆稳定校核。) T6 a2 x5 W: K/ B( q. Z0 _* Y
尺寸这么小，其实不用计算了，用25×25×3或30×30×3的角钢就足够了。计算下来，25×25×3的也足够大。

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千军一将
发表于 2014-8-21 16:17:43 | 显示全部楼层 来自： 中国江苏常州
俺前段时间去西北某省
$ M6 Z' ?) e, `" k0 n8 Y6 j哪里的角钢、槽钢等等
  o- e, x5 F8 \4 N+ F: X/ n% h壁厚全部比内地的薄很多3 y) G: ]  \; I+ M9 A/ f& J( t
哈哈% I1 n/ A# v8 r& ]; z6 y$ ~7 w
5#都是软软的

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tangcarlos3d
发表于 2014-8-21 16:29:25 | 显示全部楼层 来自： 中国湖北黄冈
小刘-到 发表于 2014-8-21 15:38 static/image/common/back.gif- B& f7 ~5 P9 d. n- I5 m0 k
不会算，没有相关数据我直接用40*40*4的算啦！

0 `7 k/ F8 ?4 x7 A6 R: n9 ~/ a' O怎么没有数据呢？, _& k( O4 T( d; F4 g
550mm的跨距简支梁，再查3#或4#角钢的抗弯截面模量，40/2=20kg重物作用在中点，代入到公式计算，所引起的最大拉应力是多少（注意角钢的座标要与抗弯截面模量的座标一致）？如果所得应力小于钢材的许可应力则说明强度足够（对于立柱则按压杆稳定校核），大于则不行。

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小刘-到
 楼主| 发表于 2014-8-22 10:50:12 | 显示全部楼层 来自： 中国广东深圳
gaoyns 发表于 2014-8-21 16:06 static/image/common/back.gif+ A" f4 R& H/ q
计算方法是有的，看受力情况如何，都是材料力学的基本公式。
3 T4 Q  V$ j( D! y( B1  这40kg重物是放在什么位置，如果是向上突出 ...

7 I; ]; Z6 ]4 m7 J$ N6 B5 _前辈，是“日”字形角钢承重哦，那么小的角钢没用过，不敢用啊！
+ c3 R9 s0 w( k计算公式我没找到，已经托材料力学的朋友去翻书了！谢谢前辈呀！
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gaoyns
发表于 2014-8-22 10:53:49 | 显示全部楼层 来自： 中国山西太原
本帖最后由 gaoyns 于 2014-8-22 11:11 编辑 + v- I: B  w( s! e
小刘-到 发表于 2014-8-21 15:38 http://www.3dportal.cn/discuz/static/image/common/back.gif: Q" N4 {3 B5 M
不会算，没有相关数据我直接用40*40*4的算啦！
9 G  B, Q" t% s# }. r2 m
/ N& G& l3 n" g4 N, ?
我这里给你算一下。受弯曲最不利的是2条长角钢，长L=550mm，力在中点弯矩M最大，每条角钢受力P=40kg÷2=20kg，就用Q235的25×25×3角钢来算：弯矩M=PL/4=20kgf×55cm/4=275 kgf•cm     查出此角钢的截面系数W=0.46cm^3
# a* S, z) Q5 B. T; K/ N角钢中间截面的弯曲应力为：σ=M/W=275 kgf•cm / 0.46cm^3=597.8 kgf/cm^2=59.78MPa: y) X% r) F& U; r% J& J
Q235角钢在一般应用中的许用应力[σ ]=140MPa，与上面的弯曲应力比较一下，远远大于。所以，用2.5#等边角钢，强度足够。
  d) ~- R5 @/ _! @& |压杆稳定更不必校核了。4 m7 f4 H9 j# w9 r- d
至于有些厂家的偷工减料，不能作为设计的依据。也不应拍脑袋估得太大，以免造成不必要的浪费。当然为了保险用大一号的还是可以的，但不要无限增大。

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小刘-到
 楼主| 发表于 2014-8-22 10:55:53 | 显示全部楼层 来自： 中国广东深圳
千军一将 发表于 2014-8-21 16:17 static/image/common/back.gif
& F( e5 u" o/ x# N" J2 m1 i俺前段时间去西北某省4 p- k& v9 x6 u2 S( V' a
哪里的角钢、槽钢等等
: ~* I  e* \( f5 T) j7 Z# z壁厚全部比内地的薄很多

# Y, ?2 z' c' T+ [太水了吧！！！软软的！！！
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小刘-到
 楼主| 发表于 2014-8-22 12:39:00 | 显示全部楼层 来自： 中国广东深圳
gaoyns 发表于 2014-8-22 10:53 static/image/common/back.gif, F/ {% S# Q3 q1 k8 z
我这里给你算一下。受弯曲最不利的是2条长角钢，长L=550mm，力在中点弯矩M最大，每条角钢受力P=40kg÷2 ...

+ L. O, V, M( {4 k8 |" k前辈，我百度的公式是这样的：
# Y  b! G3 L0 E, K% {3 C- ~- T6 k% o9 D2 y三点测试抗弯公式：R=（3F*L)/（2b*h*h)
; E, b4 z8 q9 R7 m; R1 C/ @9 J+ }4 yF—破坏载荷
( f5 g: W) |$ r: O& S" f( N. y5 VL—跨距% _* z7 M& r; X1 S9 I0 K# t* ]
b—宽度
$ ]* n! g( e0 bh—厚度2 }  u8 I5 g" l  W3 f
前辈讲的这个弯矩M=PL/4是通用公式吗？还有，P=20kgf=质量×f？f是啥意思啊？
# V) x0 P$ z# d( f/ h, z 0000.jpg
& F, M! n' t  B6 d' @2 u截面系数W，我查了资料，是25*25*3（2.5#）角钢的Wx，这个Wx就是前辈说的截面系数吧？
; M1 Z: s. c8 e4 t+ o最后，许用应力在哪查呀？没有查到角钢的，用钢板的加一点点可以吧？
3 K/ ~$ G  o* V! G1 w 1111.jpg ) o3 D' G# v9 r- S4 c) K0 ]

) `' w1 g1 l0 @1 d5 t" g

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gaoyns
发表于 2014-8-22 16:44:49 | 显示全部楼层 来自： 中国山西太原
小刘-到 发表于 2014-8-22 12:39 static/image/common/back.gif
: Z$ o7 _) `6 H- E/ M1 e9 }2 M前辈，我百度的公式是这样的：
  Q- l, j  c$ N8 _  _2 o  L三点测试抗弯公式：R=（3F*L)/（2b*h*h)
! S& {7 P, ^# k0 z: aF—破坏载荷

3 [6 u0 v2 y0 V- u6 t) Z1  你下的这个“抗弯强度的测定”截图与我上面的计算公式是一样的，只不过有的字母不一样，含义还是一样的。它式中的Z相当于我式中的W。它是矩形截面算出来的，我那个是从角钢规格表中查出来的。其实都一样。
% a" r& h5 E4 h" b4 C7 Y, `: s- `, n0 l2  “日”字形框架承重，计算2条最长的角钢，因为这两条受的弯应力最大。重量是40kg，每条角钢受力P=40kg÷2=20kg。
4 p- d3 G" D7 N2 j6 T( n3  只有力在梁的中点时，求弯矩才用M=PL/4，力不在中点不能用。
! S: O7 a0 }8 {4 c) I0 ~4  Wx就是截面系数，它叫断裂模数，含义都是一样的，只是叫法不同。前面的叫法最多。
% j( `/ a. j" {' R/ p# R5  关于许用应力，由于设备的重要性不同，许用应力也不同，你那个表是压力容器用的材料，要求安全系数大一些，许用应力就小一些。

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gaoyns
发表于 2014-8-22 16:58:47 | 显示全部楼层 来自： 中国山西太原
本帖最后由 gaoyns 于 2014-8-22 17:02 编辑 % y  K8 C  ^( D; \
0 N/ p( b+ e/ s1 B6 C5 [, {
许用应力是针对某种材料的，不是针对某种型钢的。关于许用应力在哪里查，
1 U6 ^/ i+ V9 K) r请下载《安全系数和许用应力》：
; @: H5 F7 t$ V0 \http://www.3dportal.cn/discuz/fo ... 3473&fromuid=326583

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小刘-到
 楼主| 发表于 2014-8-22 18:00:14 | 显示全部楼层 来自： 中国广东深圳
gaoyns 发表于 2014-8-22 16:44 static/image/common/back.gif4 }, a! j8 [+ j% E: e
1  你下的这个“抗弯强度的测定”截图与我上面的计算公式是一样的，只不过有的字母不一样，含义还是一样的 ...
. {6 Q5 g- ^/ Y) T" ~
前辈，“日”字形中间那一横杠，应该有抗弯的作用吧？怎么没有算这个呢？
1 q; C2 i+ ~. l) S要是力不在梁的中点的时候，该怎么计算呢？9 I8 L: m% v* `: g: {" M
谢谢前辈的讲解，晚辈学起来快多了！！！感觉追究的一深入，学的面就要广好多呀！
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小刘-到
 楼主| 发表于 2014-8-22 18:00:48 | 显示全部楼层 来自： 中国广东深圳
gaoyns 发表于 2014-8-22 16:58 static/image/common/back.gif, J! `; g0 s- k' X5 d8 B
许用应力是针对某种材料的，不是针对某种型钢的。关于许用应力在哪里查，/ c7 E9 l  }* j0 w( g- e
请下载《安全系数和许用应力》： ...
8 T0 A8 d  d6 x4 i$ v
谢谢前辈的分享，已经下下来研究啦！感谢呀！！！
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我爱用acad
发表于 2014-8-23 08:50:34 | 显示全部楼层 来自： 中国陕西西安
俗话说的好“立木顶千斤”，多从结构上想办法，往往会取得事半功倍的效果：+ j8 }6 e' J1 T9 e
增加2个支撑杆，不费多少材料，整体的承重能力确有显著提高。
3 t+ d( p- ^# a" h* k
: G: ]1 h+ `( Y: `7 O9 z! Q 20140823-2.PNG
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gaoyns
发表于 2014-8-23 09:19:56 | 显示全部楼层 来自： 中国山西太原
小刘-到 发表于 2014-8-22 18:00 static/image/common/back.gif
$ P9 m2 P# u2 l2 Z# y* C% @前辈，“日”字形中间那一横杠，应该有抗弯的作用吧？怎么没有算这个呢？
! \! ^  z( M' ~: _4 B( b: M要是力不在梁的中点的时候，该 ...
# d5 P& `+ S; w
1  日字形中间的一横对两边的长角钢所起的抗弯作用很微小，这里就忽略了。如果这一横改成与两长角钢平行，那就起了大作用，是三条角钢平均受力了。3 N# T, t# g( Q( T: t
2  如果力不在中点，另有计算公式，详见：化学工业出版社《机械设计手册》第五版 第1卷  P1-125  表中最下面的一个就是。

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tangcarlos3d
发表于 2014-8-23 10:29:45 | 显示全部楼层 来自： 中国湖北黄冈
简支梁受力计算公式见附图。
简支梁受力计算公式.jpg

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小刘-到
 楼主| 发表于 2014-8-23 12:41:34 | 显示全部楼层 来自： 中国广东深圳
我爱用acad 发表于 2014-8-23 08:50 static/image/common/back.gif0 Q7 x/ G; b5 {8 V1 I% X
俗话说的好“立木顶千斤”，多从结构上想办法，往往会取得事半功倍的效果：
$ m9 O5 {% N" M增加2个支撑杆，不费多少材料， ...

( L% V5 a. S- i' s3 Y- `: P, g, O噢噢，那中间那一根就不用要啦！反正也没有分多少力，要是重量再重点的话，那就按前辈图示的做！嘿嘿，谢谢呀！
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tangcarlos3d
发表于 2014-8-23 15:41:54 | 显示全部楼层 来自： 中国湖北黄冈
本帖最后由 tangcarlos3d 于 2014-8-23 15:43 编辑
1 s7 D# e7 a2 d2 s: j( o( B% |0 b
小刘-到 发表于 2014-8-23 12:41 static/image/common/back.gif" R" s. M  ^# i
噢噢，那中间那一根就不用要啦！反正也没有分多少力，要是重量再重点的话，那就按前辈图示的做！嘿嘿，谢 ...

/ I* N& J8 g+ R  Z' u4 b
; E- g* l4 {7 U, L4 c; Q中间的一根横的作用不是一点就没有用，而是只是处在架子的短方向，而架子的刚性差的是长度方向，所以计算是没有考虑它。
) n$ r! [, ^$ D( e/ `* K1. 假设没有中间的一根横杆，而放置的箱子边长又小于300，会发生什么？箱子放不住，会落下来。6 K7 ]5 k, z" W' o9 V7 l* e
2. 假设中间的横杆较短且只焊在一根长杆的中间，而箱子边长同样小于300，但重量有40公斤，而整个架子是按最大承重40公斤设计，这时又会怎样？因为此时只有一根杆承载，架子会变形、严重时会垮掉。。
( a2 j/ S! D' U, d8 T3. 当中间的杆将两根梁连成一个整体后，出现上述1、2的情况都能很好地支撑箱子。因为这时通过中间的短梁 a)限制箱子绕长梁转动的自由度，箱子就能平放在架子上；2）通过短梁将所有的载荷分配一部分或一半分摊在两根梁上。架子能正常发挥左右。

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小刘-到
 楼主| 发表于 2014-8-24 19:51:28 | 显示全部楼层 来自： 中国广东深圳
tangcarlos3d 发表于 2014-8-23 15:41 static/image/common/back.gif
; R9 o9 ~3 w7 e: y+ t中间的一根横的作用不是一点就没有用，而是只是处在架子的短方向，而架子的刚性差的是长度方向，所以计 ...

1 w3 N  B% \- `/ W有道理！特别是前辈讲的第二条，在实际生活中，常有遇见，没听前辈说之前，都没有意识，前辈一说，才想起真的是这个样子！不过要是放的物体是长形的，正好有放在长的梁上，正好比架子长梁长，那有没有中间那一根短横杆都一样噢，不知道我理解的对不对！
" G% x1 Y/ b3 Q* {8 P0 S但是要是放的物体短的话，短横杆就很重要啦！
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tangcarlos3d
发表于 2014-8-24 20:19:50 | 显示全部楼层 来自： 中国湖北黄冈
小刘-到 发表于 2014-8-24 19:51 static/image/common/back.gif) i2 a9 L! o) g7 w& I: Z# a
有道理！特别是前辈讲的第二条，在实际生活中，常有遇见，没听前辈说之前，都没有意识，前辈一说，才想起 ...
% z: b* T5 i2 a9 B, x! f
应该是物体放在短梁上且比架子长，则这是的承载能比按长边大：因为梁的承载能力与梁的长度的三次方成反比！ 也就是如果以前是40公斤，那么现在就是300公斤左右（假设不失稳）。

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小刘-到
 楼主| 发表于 2014-8-24 21:08:37 | 显示全部楼层 来自： 中国广东深圳
tangcarlos3d 发表于 2014-8-24 20:19 static/image/common/back.gif0 H& V$ D9 N( _; W- P- }1 y# E
应该是物体放在短梁上且比架子长，则这是的承载能比按长边大：因为梁的承载能力与梁的长度的三次方成反比 ...
# O! y$ s- D3 [& ?; I  L6 _1 v
恩，对！短梁的L短，按10楼前辈给的公式计算，L和M成正比，M和弯曲应力б成正比，那L减小的话，弯曲应力变小，许用应力不变，安全系数就增大了！
6 o1 {3 ~: L4 {" s$ H5 t5 c/ v* a# o梁的承载能力和梁长度的三次方成反比！我记下啦！谢谢前辈！嘿嘿
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