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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。" t! M& J/ v: R& s' O! O+ u7 b
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8 h& }9 M  B' P' p3 {) h! ]$ w
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。4 W% v+ h" l1 g* R% J( o
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
% Z# |) u/ U& l# N! {: U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。
6 p7 r  x! ^' ]4 U3 `请问抗弯段面系数W该怎么计算。
5 P1 E. J, W) U/ S" M4 e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

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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 。3 `/ d) u5 y$ d) `) N9 t/ D
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)。

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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????????????????????( V5 ]0 d# W% [, W! K1 D8 p
那个地方并不是最危险的截面
5 I! J' u2 N" E2 l" P$ p是你的3个螺杆孔的地方啊
( U$ i( X7 |& L6 I2 r) R如果要断裂
# z# G9 Q2 b4 s0 Q2 w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:  S4 K) a. N/ c. C$ p( ~

9 x5 m& T! _+ M% y& |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);. T  t6 Z$ c6 T) P

. r* @8 C& V2 B5 |# F8 z2)校核3耳危险截面(楼主用蓝线标识的位置)的抗弯强度;
5 H, ]7 \  c. a$ W
$ [' W+ z( z. ]+ X: b5 O1 n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,
" H& V" g7 e! L5 n
  x8 ^+ a# ~3 B( `* g4 K' a. K3)校核3耳危险截面的剪切强度;
2 g% S5 J' `- y$ m6 n/ t; V: o$ A, g1 F, m
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。
. v, y5 a3 K' t+ d8 h  A2 R7 g
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:
+ ]. P& h4 e% ~9 {  Z- G8 N% H( K* \0 _* v
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);  H( q' N  s6 n. r' B7 T/ ]% S

9 W: N8 C$ t7 ^( p7 e1 _/ ]* M2)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 J2 I0 T( y/ L7 p, E6 a

0 [3 i$ C2 z4 r( S3)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;
, B) q$ ~8 d# w' d8 q% n) a, Z9 L. J2 ?( n& e0 |2 V
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;
7 @9 W; K. J* @: J. t. r  f& q  \" F# ^4 {4 Y: t4 m  o
5)拉脱力F'>=f,完成。
; W5 z6 [" v+ c/ g* a( c$ A1 q. u2 h  p+ L8 R
请大家讨论。' {( {+ _1 I7 k' `% a

+ [% E" ?5 z0 U1 m; q! O* G" ~[ 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。, u5 X+ @; k& O& Q, t7 C
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。& W; s. L( x- d3 u6 Q
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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