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[求助] 方型管和槽钢的抗弯问题,求解答!

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发表于 2015-4-20 16:26:59 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国甘肃兰州

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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)
7 z$ r4 H( V% M! ?; K  X1 a) F
- g" H1 C5 T& h8 ]- H" P如果当立柱(腿)用呢?哪个的强度更好?
5 e  Q+ N5 o  s( R8 G6 w3 @
# @# P* |( b$ M9 a( h0 W* T, S- U& R# a& s
3 ?  o# i: H3 ~1 W4 M; e
图示.jpg
发表于 2015-4-20 18:23:21 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏南京
楼主没用过仿真
发表于 2015-4-20 20:21:13 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北黄冈
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。
发表于 2015-4-20 20:25:16 | 显示全部楼层 来自: 中国广东佛山
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!
发表于 2015-4-20 20:28:20 | 显示全部楼层 来自: 中国广东东莞
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
 楼主| 发表于 2015-4-20 20:38:52 | 显示全部楼层 来自: 中国甘肃武威
repzk031 发表于 2015-4-20 20:28 static/image/common/back.gif
# y5 d7 U! `. ]$ d4 F$ h6 P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- ...

- n7 E! f2 @" ]+ I' B0 @+ D8 j+ |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?
发表于 2015-4-20 20:48:33 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北黄冈
淡了云烟 发表于 2015-4-20 20:38 static/image/common/back.gif
, u: g+ l0 e. f  r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?

: o4 z* E& F, f" y; b- m, e  h+ H1. 厚度相同,高度尺寸相不相同?
3 U1 K- Z6 E! q& G# C/ I* m$ j2. 自己查过手册没有?出了事是你负责还是人家负责?
发表于 2015-4-20 20:56:15 | 显示全部楼层 来自: 中国广东东莞
淡了云烟 发表于 2015-4-20 20:38 static/image/common/back.gif7 [) k- N3 I1 j& n( z4 [( a
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?
/ ?$ z3 }3 e6 [, R. i. B
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.
 楼主| 发表于 2015-4-20 21:11:10 | 显示全部楼层 来自: 中国甘肃武威
tangcarlos3d 发表于 2015-4-20 20:48 static/image/common/back.gif
- V$ j; b# S5 Q7 S+ x1. 厚度相同,高度尺寸相不相同?
9 \1 ]( x+ ]2 {/ b+ o2. 自己查过手册没有?出了事是你负责还是人家负责?
+ a1 g9 M; r0 Y8 ]( d
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
发表于 2015-4-20 21:21:02 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北黄冈
本帖最后由 tangcarlos3d 于 2015-4-20 21:23 编辑
; I$ l- i: c: a. M- u% F7 k3 G
淡了云烟 发表于 2015-4-20 21:11 static/image/common/back.gif
  e& [$ k) O; f  t5 \! q: D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 ...
, b1 ?) |/ F! q4 L3 U
3 J9 z3 Y5 V9 L* d
他这样说的道理在哪里?不要被人家的头衔吓到了。
# U6 ]4 |- n0 ^4 j5 w) {0 M4 w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?
; `9 R* i) H1 x9 y# ]# \' L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。
 楼主| 发表于 2015-4-20 21:21:56 | 显示全部楼层 来自: 中国甘肃武威
tangcarlos3d 发表于 2015-4-20 20:48 static/image/common/back.gif- @6 n$ A% E! c6 l% y+ h
1. 厚度相同,高度尺寸相不相同?
4 F7 Z8 {  e' s! h# Z+ t, m5 Q2. 自己查过手册没有?出了事是你负责还是人家负责?
5 j4 c) ^% R) F8 O7 B
之前也有人问过类似问题,看第四条回答
QQ图片20150420212312.png
发表于 2015-4-20 21:29:35 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北黄冈
本帖最后由 tangcarlos3d 于 2015-4-20 21:30 编辑 6 m! ?, A$ J( Y5 m' h
淡了云烟 发表于 2015-4-20 21:21 static/image/common/back.gif# N8 t5 n% A6 J- Q6 Z: Z7 z
之前也有人问过类似问题,看第四条回答

0 Z: G' n! c- J6 Y+ a; g- E0 I: \9 T+ x
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。
 楼主| 发表于 2015-4-20 21:39:16 | 显示全部楼层 来自: 中国甘肃武威
tangcarlos3d 发表于 2015-4-20 21:29 static/image/common/back.gif
5 ]! U9 \1 |' O. a$ B3 Z( x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 ...

( l+ p' V: b8 ^$ _+ X  A9 k& Q, A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
发表于 2015-4-20 22:27:48 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北黄冈
淡了云烟 发表于 2015-4-20 21:39 static/image/common/back.gif
/ b* K# f% K$ T, H' K/ V% u, W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 ...
$ c* Z; \6 o7 F/ I+ v% A2 Y! a: v
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。- P7 V% l- w# E( B: p/ S% n4 l
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。
发表于 2015-4-22 16:19:06 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
种类                长*宽*高        截面积        每米重量        截面系数Wx        截面系数Wy
% |8 }; J6 ~$ j$ ~% m& x6 z热轧工字钢        20a-200*100*7        35.578        27.929                237        31.5/ x1 @3 l( @. Y+ e  e: c* C" S
                20b-200*102*9        39.578        31.069                250        33.1
. K# Y7 o7 x& G& @  T& O                                        , u; f8 ]) x% g: }( g' B+ A
热轧H型钢        125*125*6.5        30.31        23.8                136        47- X) B, a: j& J5 j0 z! A& r
                150*150*7        40.55        31.9                221        75.1
+ M" X* u$ i; E0 j5 W                200*150*6        39.76        31.2                283        67.7
) ]7 Y) y8 d. ^, p1 _                250*125*5        32.89        25.8                287        41.1/ Q+ q& P% X8 X+ D& C0 `* r; d, r
                250*125*6        37.87        29.7                326        47( }/ @2 d* t- T3 g$ F
                220*125*6        36.7        28.3                278        47" [4 r4 W! o  V, F
                                       
! p  T# _0 ]; L! f4 M8 I/ e热轧槽钢        22-220*79*9        36.246        28.453                234        30.1( `  W8 g" L# u" A, V
                25a-250*78*7        34.917        27.4                270        30.67 |: L- k- V1 {
                28a-280*82*7.5        40.034        31.427                340        35.7
* W) y3 Q. a" I# m2 q5 K. G                24a-240*78*7        34.217        26.86                254        30.5
1 l# @* t* ^5 e0 E; Z# H6 E, c                                       
3 p3 Y2 J% ~: f/ a( E9 g" P  f冷弯内卷边槽钢        400*160*60*4        32.27        25.33                401        113.92, Y, t* B1 g. J+ \$ b8 k  g
                400*160*50*5        39.36        30.9                490.25        127.8, X3 F4 e/ m/ P3 [$ W' f
                400*160*50*3        24.01        18.85                303.6        80.833 @; |1 W8 v8 ~- W4 O
                                       
$ q4 G/ Y5 C) |+ p6 r7 z& T冷弯方形钢管        200*4.5         34.67        27.2                219        , B: L0 M% D# V$ f
                200*5                38.1        29.9                239       
3 P8 o/ V: ^( e3 p                180*6.3                42.4        33.3                233        . a8 u# m' r7 p/ `
                                       
( f  _$ t: Y3 n; [! G1 s冷弯矩形钢管        200*100*6.3        34.9        27.4                174        118
$ h# P' G3 h0 Z6 i1 r3 h9 d9 j7 ~                200*120*4        30.1        23.7                163        124
( E+ P! I% M' K                200*120*8        46.4        36.5                239        1805 b) s; K! M% i+ Y' r' {
                200*150*6        39.63        31.1                227        1947 r0 A) |6 ?& A3 U
                220*140*5        34.1        26.8                208        164
& w  s3 K6 r" j5 T5 p0 @                                        / f0 t9 A: {9 b
轻轨                30                38.32        30.1                108       
. _* M! s* C7 B- H3 d* o' [
发表于 2015-4-22 16:20:23 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
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。
发表于 2015-4-22 16:39:42 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
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。8 ]0 C( q" [, I$ P$ I. U8 O
对于槽钢或者H钢,重量相近的情况下,越高抗弯性能越好。
1 a& e6 k$ O: f' r0 M( d对于矩形管和方管,壁厚对抗弯性能的影响更显著一些。
! {) f8 G2 l6 }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。  O* x% m. q8 Q* l' s" ]8 Q/ [0 z9 x/ b
以上是参照上述数据做的粗略对比。
发表于 2015-4-22 17:05:22 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
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,$ e' D0 r" M- h0 {% H
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。
0 @. g8 |# Z, S8 F, [- X$ F/ |) n' Z( [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。4 v1 N" H+ ^* f$ y7 N
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。
1 H% c. |7 P# I# Z% @5 D+ @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。
4 n# F! Z" W. b5 J8 Z% Q- V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。
 楼主| 发表于 2015-4-22 22:03:27 | 显示全部楼层 来自: 中国甘肃武威
DYL790808 发表于 2015-4-22 17:05 static/image/common/back.gif8 G# D1 J1 D* r8 r) y& C
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 ...
# N1 u$ y: Z6 M' a8 e
受教了,谢谢!
发表于 2015-4-23 14:09:18 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江宁波
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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