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。
  ]5 O# X  s$ ]4 f) _; `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
+ {  W- h. [) Q4 e. J! y% ]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。
. Q; B: L) X) M5 B6 K7 `9 v# f/ z- J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
- s& T2 c$ `. }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。
: a* A1 H1 A0 m4 S" q请问抗弯段面系数W该怎么计算。
4 }4 Z( G: |$ y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 。
2  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？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？
9 e& I% A7 h1 J" O那个地方并不是最危险的截面
. b: [! P3 g) K* X+ O! z% s0 U& q是你的3个螺杆孔的地方啊
2 X4 [2 H# ^' d- t  ?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：

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）；

+ M6 U* C3 @) }$ ~0 i  F8 D2）校核3耳危险截面（楼主用蓝线标识的位置）的抗弯强度；

+ S* _# Q+ W# e# m9 @" a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，
2 \1 l, k6 a# O$ h2 z2 s3 j
( v* _7 P9 V& Q& z3）校核3耳危险截面的剪切强度；

1 g! E, l& W7 u/ A7 O3 m( ?! d; J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。
) }' A2 b% n3 q+ G3 ?/ _9 C7 _7 z' C
1 A$ m" E+ z6 A" r2 @1 W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：

5 X* \: m) [2 x1）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）；
" T  C  M7 C% P: H0 ^0 C- Y0 W/ _
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）；

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；
; |1 E, e$ w; G) _) y* A5 e, `
# K) `9 Q2 g; Q) j+ ]7 Q9 x4）根据正压力F、接触面的摩擦系数μ计算出摩擦力f=μ×F；
& o8 u3 ?# }0 _
8 W4 G- T+ X# [% b9 a, p+ O( a+ w5）拉脱力F'>=f，完成。

% R( `& Q/ {  ^' d请大家讨论。

- ~- n" A2 @9 `& E" n# E% k[ 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。
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。
4 N( G+ J# N# a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。。