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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。% D5 U1 H; @( O0 U* [# {
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 G( c$ n& u" `3 ?! E
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。7 D% W' R" j6 i, {! c: i& k' `
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" m2 j, u1 _3 [' w2 W) p
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。; K5 {1 w, e. J' Q/ Z3 [) r( `
请问抗弯段面系数W该怎么计算。  M8 `0 T: |6 B5 O* B# k
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 。+ Y" E  p0 i  I( K  ^; l
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????????????????????9 k) T7 [2 A7 A  w8 x) S2 M
那个地方并不是最危险的截面
0 x" D& q# L3 T是你的3个螺杆孔的地方啊
8 w0 k! p0 D( r# z8 M: z" o% T如果要断裂
( [1 c( D2 z& U8 p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:
  e$ F2 ^4 f% Q6 p! t% e. ]( _, i& ^/ C8 b$ P3 `, 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);  I( n1 ?- F' X) y/ K: u4 W8 O& Y
( Z( r4 m5 t4 j. k7 r; [! L" e7 K. ~+ o
2)校核3耳危险截面(楼主用蓝线标识的位置)的抗弯强度;9 k7 D' L, z* @3 V) W, H; o+ S

- o5 }$ A+ N0 c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,
, [0 f2 a1 m6 r3 ^" H* F" |) K# p- g* F- d6 C
3)校核3耳危险截面的剪切强度;
  V: t  S, S4 ?' z3 W, C( M3 N2 ~4 R' ?" `$ L7 F. Y6 E
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。+ \# s9 |. _- `* |; O# m
0 P8 U3 z) \8 {: o" a0 ]  L; c
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:7 Y/ ~8 |1 q, L& r2 N
' O2 x& l' Z6 |$ F6 M
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);
3 c7 }6 D, K1 F& ]* I6 q) D/ h; i9 W0 D1 X: {- c9 \
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);
' s/ `* I9 k& |+ }
6 f- T4 g4 e" O7 s* h  I1 d6 z3)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;
3 `! T/ p7 k+ `: H5 w
. \! L4 X6 C$ m* F/ C& N4)根据正压力F、接触面的摩擦系数μ计算出摩擦力f=μ×F;" O1 p- J" @" @
! T7 l4 a. [( P% J; \
5)拉脱力F'>=f,完成。
- k+ i% [* x2 H; r/ r5 [4 n) f, X0 c  M0 ~/ \; Z  U
请大家讨论。, {# m6 l9 _2 c2 i# U) x) \: V
! I6 E* [: y( d. h  l0 M
[ 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。
+ H* ~) Y+ E* Y2 m) P! S% x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。  B9 i' V3 B0 X! G
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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