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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。
0 v  N, F+ U( W7 Q% E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) N* {. }2 ]# v, t
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。' Z2 z) O/ Y7 K( I, t
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
3 n6 X$ a% K9 |% Q( _- Y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 h5 n- |5 X4 x$ t3 Q4 B请问抗弯段面系数W该怎么计算。
; ^  O' K8 l8 x5 S) y/ Q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

回复 4# beerstand 的帖子

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 。8 S+ S5 I: S/ S; u. O
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????????????????????
6 ~5 @; T# D( R. {0 |那个地方并不是最危险的截面
, z3 U: G- f' l+ v1 H" q4 R1 y; D是你的3个螺杆孔的地方啊8 j9 N; d! V; \0 m/ G! b4 N
如果要断裂7 B+ w3 R& K0 \; S+ i8 n
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:
7 @6 P' [4 I9 s/ X; u, y8 m# \
# e2 p/ u* ]9 R" ?5 l- ]( m7 R. O/ _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);, V8 v& W$ E0 `+ _

) j6 w: o. |5 S1 p" d: K2)校核3耳危险截面(楼主用蓝线标识的位置)的抗弯强度;" n. w$ }( G, y6 n
' O# d+ V: I8 T% J# Z, ]  o: w& m: z
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,
' v9 k6 C1 v5 x, E2 ]6 E* Z( v6 A* C5 s1 }: c
3)校核3耳危险截面的剪切强度;
2 r4 s; C9 f( c! M
( s) W# n; z+ y2 N% T  H3 u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。" y0 t: @4 T- Z  \. W

+ V$ X+ d5 y$ ]7 R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:
9 q7 C+ [  e, e  t
. |2 e) D7 X9 |1 [- _+ K1)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);
% K4 u: N+ M' W4 O# L) u" `+ q( d* B$ y9 ~+ l& S; J
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);
# k$ l, z- N; D
' x8 `* p+ D- z: B/ |, `4 [- z: ]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;
5 p( E! {# m$ B  G8 R: D3 @* u
% j+ O6 T: b4 l7 G9 R+ t8 Z4)根据正压力F、接触面的摩擦系数μ计算出摩擦力f=μ×F;& b5 ^$ H$ e, [
+ |8 `* M8 @7 n3 B8 P) q  `
5)拉脱力F'>=f,完成。- p/ l, Y2 D6 l) L

- o# x1 J: D1 Q/ W7 q; x3 G请大家讨论。
/ @- P- j4 F; e( j7 e9 z: S+ k% X4 m5 a
4 |- X8 a: Y' ]; @[ 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。
* ]/ r4 Q: ]% T: t% h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。
0 ^& f9 |: M7 O* H2 v) y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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