方型管和槽钢的抗弯问题，求解答！

淡了云烟 · 发表于 2015-4-20 16:26:59

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如图示10#槽钢（立放），和尺寸差不多的方形管100×100×5，两头固定，受相同载荷的时候哪个的抗弯强度高？（也就是说两者当梁用的时候）

如果当立柱（腿）用呢？哪个的强度更好？

VCFDRE · 发表于 2015-4-20 18:23:21

楼主没用过仿真

tangcarlos3d · 发表于 2015-4-20 20:21:13

应该方形管好一些。查一查抗弯截面模量值就知道，哪个大哪个好。

378000212 · 发表于 2015-4-20 20:25:16

我可以很负责任同你讲，工字钢比槽钢，方管不论做横梁还是做立柱都明显抗弯强度要好得多，你定要槽钢与方管比较，方管更适合做立柱，因为截面惯性矩I力学性能比槽钢好，要想槽钢强度增加，必须要将缺口用铁板焊接封口，去年我设计一套悬臂式机械手，前辈用的槽钢，没有封缺口，只焊接两端面，用来做横梁受力，随着机械手动作时，肉眼都能看槽钢晃动，后来我用了方管同样是两端焊接钢板，效果要比槽钢好了很多。也不再晃动了！

repzk031 · 发表于 2015-4-20 20:28:20

对比槽钢，方通好啊，梁的弯曲强度与梁的截面形状有关，工字型最好，矩形次之，圆形最差，详情请翻看-----机械设计手册常用设计资料，有各种截面的抗弯截面模量的计算公式

淡了云烟 · 发表于 2015-4-20 20:38:52

repzk031 发表于 2015-4-20 20:28 static/image/common/back.gif
7 t1 n; e* _7 ~2 V- N对比槽钢，方通好啊，梁的弯曲强度与梁的截面形状有关，工字型最好，矩形次之，圆形最差，详情请翻看- ...

我怎么听有些工程师说相同厚度的槽钢比方管儿抗弯要好得多？

tangcarlos3d · 发表于 2015-4-20 20:48:33

淡了云烟发表于 2015-4-20 20:38 static/image/common/back.gif
* g; r" Q" n) N7 F* b我怎么听有些工程师说相同厚度的槽钢比方管儿抗弯要好得多？

1. 厚度相同，高度尺寸相不相同？
2. 自己查过手册没有？出了事是你负责还是人家负责？

repzk031 · 发表于 2015-4-20 20:56:15

淡了云烟发表于 2015-4-20 20:38 static/image/common/back.gif# K0 Q4 d9 z; h# V
我怎么听有些工程师说相同厚度的槽钢比方管儿抗弯要好得多？

10号槽钢（100x48x5.3）抗弯截面模量：39.7，100x100x5方通抗弯截面模量：52.214。三楼了tangcarlos3d 说了查一查抗弯截面模量值就知道，哪个大哪个好.请翻下手册好吧，听说要动手去证实.

淡了云烟 · 发表于 2015-4-20 21:11:10

tangcarlos3d 发表于 2015-4-20 20:48 static/image/common/back.gif
S- V4 e3 n5 G) r8 x3 P1. 厚度相同，高度尺寸相不相同？3 }1 n6 l; k/ q/ j
2. 自己查过手册没有？出了事是你负责还是人家负责？

这个我知道，我查过，抗弯截面模量是方管大，但是有人说槽钢是热压的，方管儿时冷弯的，所以槽钢抗弯能力更好一些

tangcarlos3d · 发表于 2015-4-20 21:21:02

本帖最后由 tangcarlos3d 于 2015-4-20 21:23 编辑

淡了云烟发表于 2015-4-20 21:11 static/image/common/back.gif
) f1 e0 z7 F# `7 s% p6 L这个我知道，我查过，抗弯截面模量是方管大，但是有人说槽钢是热压的，方管儿时冷弯的，所以槽钢抗弯能力 ...

他这样说的道理在哪里？不要被人家的头衔吓到了。
抗弯截面只与材料对中性平面的分布位置有关，也就是说离中性平面越远抗弯能力月强。公式里面有加工工艺的影响系数吗？
退一万步说冷加工有冷作硬化现象，它会使材料的强度提高（只是延伸率减小了），抗弯能力会提高一些。

淡了云烟 · 发表于 2015-4-20 21:21:56

tangcarlos3d 发表于 2015-4-20 20:48 static/image/common/back.gif9 |4 \3 H' b) T w7 Q$ [4 q# A$ E; ]
1. 厚度相同，高度尺寸相不相同？8 W& S2 t2 \" L; |1 X
2. 自己查过手册没有？出了事是你负责还是人家负责？

之前也有人问过类似问题，看第四条回答

tangcarlos3d · 发表于 2015-4-20 21:29:35

本帖最后由 tangcarlos3d 于 2015-4-20 21:30 编辑

淡了云烟发表于 2015-4-20 21:21 static/image/common/back.gif
l$ o! W: J( a* s' ], h之前也有人问过类似问题，看第四条回答

你贴图中第4条所说的力有误，不应该是弯曲力而是轴向压缩力（因为说是竖着）。但也不能说明槽钢就比方管好。因槽钢的抗弯截面模量X、Y方向不相等，在小的方向会先失稳。而方管则两个方向的抗弯能力相等。

淡了云烟 · 发表于 2015-4-20 21:39:16

tangcarlos3d 发表于 2015-4-20 21:29 static/image/common/back.gif
0 t) G, O0 n/ s4 o你贴图中第4条所说的力有误，不应该是弯曲力而是轴向压缩力（因为说是竖着）。但也不能说明槽钢就比方管 ...

按抗弯截面模量算下来是方管要高，我们自己做设备支架也用方管多一些，但我们单位有2个老工程师，快退休了都，他们也不会算也不会用有限元，他们建议我们多用槽钢，说槽钢要比方管优越。。而且好多建筑上的都用槽钢做梁

tangcarlos3d · 发表于 2015-4-20 22:27:48

淡了云烟发表于 2015-4-20 21:39 static/image/common/back.gif
2 n: ]% |6 w, H8 k6 z5 g按抗弯截面模量算下来是方管要高，我们自己做设备支架也用方管多一些，但我们单位有2个老工程师，快退休了 ...

那应该只是他自己感觉而已。所谓经验，但并不是所有的经验是对的。
垂直立杆用方管或H钢看受力情况。梁用工字钢要好一些。但如果不讲究成本用槽钢也不是不行。

迎面一砖头 · 发表于 2015-4-22 16:19:06

种类          长*宽*高截面积每米重量截面系数Wx 截面系数Wy
热轧工字钢 20a-200*100*7 35.578 27.929          237 31.5
         20b-200*102*9 39.578 31.069          250 33.1

热轧H型钢 125*125*6.5 30.31 23.8          136 47
         150*150*7 40.55 31.9          221 75.1
         200*150*6 39.76 31.2          283 67.7
         250*125*5 32.89 25.8          287 41.1
         250*125*6 37.87 29.7          326 47
         220*125*6 36.7 28.3          278 47

热轧槽钢 22-220*79*9 36.246 28.453          234 30.1
         25a-250*78*7 34.917 27.4          270 30.6
         28a-280*82*7.5 40.034 31.427          340 35.7
         24a-240*78*7 34.217 26.86          254 30.5

冷弯内卷边槽钢 400*160*60*4 32.27 25.33          401 113.92
         400*160*50*5 39.36 30.9          490.25 127.8
         400*160*50*3 24.01 18.85          303.6 80.83

冷弯方形钢管 200*4.5 34.67 27.2          219
         200*5          38.1 29.9          239
         180*6.3          42.4 33.3          233

冷弯矩形钢管 200*100*6.3 34.9 27.4          174 118
         200*120*4 30.1 23.7          163 124
         200*120*8 46.4 36.5          239 180
         200*150*6 39.63 31.1          227 194
         220*140*5 34.1 26.8          208 164

轻轨          30          38.32 30.1          108

迎面一砖头 · 发表于 2015-4-22 16:20:23

以上是从机械设计手册上随便找了一个规格查的的数据，影响型材抗弯性能的主要参数是型材的截面系数，有时间的朋友可以做个对比分析一下。

迎面一砖头 · 发表于 2015-4-22 16:39:42

不考虑规格尺寸的前提，以单位重量（重量影响成本）作为衡量标准，在重量（设定28kg）相近的情况下，抗弯性能最好的是冷弯内卷边槽钢，其次是H钢、槽钢、工字钢、方管、矩形管。
对于槽钢或者H钢，重量相近的情况下，越高抗弯性能越好。
对于矩形管和方管，壁厚对抗弯性能的影响更显著一些。
对于限定可使用空间的情况下，即宽和高有严格限制时（以200*200范围内安装），H钢性能最好其次是工字钢、方管、槽钢，但三者抗弯性能区别不是很大。
以上是参照上述数据做的粗略对比。

迎面一砖头 · 发表于 2015-4-22 17:05:22

对于钢材的使用实际上要考虑的方面很多，包括但不仅限于重量、使用场合、占用空间、加工性能、焊接性能、美观、应用行业等等，不能片面说那个性能更好，
譬如做桁架机械手的横梁，虽然H刚性能不错，但是很多时候都用方管或矩形管，因为横梁上要安装导轨、电机、拖链、光栅尺、死挡、传感器等等，如果在H钢上焊接这些部件的座板会很麻烦，并且一半横梁不仅仅要抗弯，还要抗扭，方管的抗扭性能更好一些。
再比如做支架一半用槽钢，因为槽钢做链接时，打孔或穿螺钉会很容易，方管需要做通孔，把合变形很严重。
常用的行业车间的立柱基本都用H钢，框架搭的楼板很多用槽钢，机械设备上有移动的部分基本都是矩形管，货架基本都是C型钢。
另有从焊接性能干，热轧钢通长焊接性能稍差，并且不易于精密加工，但是成本很低，通常每公斤4元左右，而冷弯的恰恰相反，但价格较高，通常4.5元左右。
因此建议楼主，因地制宜，不同的工况选用不同的型材，别迷信，但也别否定一切经验，自己想办法查资料，别全靠别人告诉你怎么做。

淡了云烟 · 发表于 2015-4-22 22:03:27

DYL790808 发表于 2015-4-22 17:05 static/image/common/back.gif
! ^5 l+ ~3 @/ v2 |9 P% R$ p) W( x2 z对于钢材的使用实际上要考虑的方面很多，包括但不仅限于重量、使用场合、占用空间、加工性能、焊接性能、美 ...

受教了，谢谢!

zhitao · 发表于 2015-4-23 14:09:18

材料力学里有相关的知识，现在记不得了，不过可以建议你查你一下两种不同截面的抗弯截面系数，哪个大哪个好些

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