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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)
( _% C2 W, b- ]; I; v& a6 a+ _4 G" x' f; [$ Y. }
如果当立柱(腿)用呢?哪个的强度更好?( c9 E) C* |6 b3 t3 C- D
; d- q* F- \2 `

! o) C2 ^2 d& R" Q+ {* d! ^7 Y, f4 O" o6 ^0 y
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, H: ~0 h5 J0 ^1 K  X+ s% ^) q; q
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- ...

7 p$ h- n) W3 \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
$ M. B' x. t% `1 \% D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?

' V6 M8 y) y9 Y0 i, x8 u* t2 I* x& ?; n1. 厚度相同,高度尺寸相不相同?
) f9 ~( v: n5 r7 ?- P2. 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.gif. V9 G9 x$ V1 l3 W
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?
( W. W% S  {" P1 |
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
( D. O; _: m# A1. 厚度相同,高度尺寸相不相同?7 d+ @7 e3 e8 @0 ?( l8 _, d& V: ]
2. 自己查过手册没有?出了事是你负责还是人家负责?

: Y% K, ~5 ~, D- g0 R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
( O$ `9 I9 Z5 Z
淡了云烟 发表于 2015-4-20 21:11 static/image/common/back.gif% u: ~1 [4 D' I# B( h! _6 ?) v
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 ...
9 q9 V- J% F4 z% ~. W4 w- b/ v
' N/ k9 C7 m0 O% v4 \& ~8 [
他这样说的道理在哪里?不要被人家的头衔吓到了。. U0 \% D' h8 s/ [8 C& ?$ R
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?
0 `5 C5 t' A# w8 N! t" v" U* _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
2 q& ?9 z9 _1 q" M, }9 o  Y/ ~1 E1. 厚度相同,高度尺寸相不相同?
7 `' h+ y# _* M/ d2. 自己查过手册没有?出了事是你负责还是人家负责?

' W2 Y$ o" F# |: `6 q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
2 s! G' ?$ g& X0 {! _% @! r
淡了云烟 发表于 2015-4-20 21:21 static/image/common/back.gif( n7 d# I, e1 @, x! l5 l( Z
之前也有人问过类似问题,看第四条回答
6 b/ {: i4 I- s9 o& Y, |, M+ ~
2 O: p2 ]0 `' ^$ @/ }- u/ Y. @3 m
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
# d, }& P8 b, W- c; p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 ...
- h' h. k8 s6 O: U0 Z8 j# Z
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.gif0 [" q* f- S% u$ ]1 z, I$ m& m/ _
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 ...

% ^# E% U2 L  [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。% ~7 V0 |7 ^+ H  \5 R: I0 O
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Wy0 D* b+ c8 E+ e, S4 s  `$ v
热轧工字钢        20a-200*100*7        35.578        27.929                237        31.5
3 O% c2 O$ u+ N0 z5 q- q6 D5 p                20b-200*102*9        39.578        31.069                250        33.1  P) T9 \. z! k: m9 O, [  E
                                        " R$ a$ e, v. T2 u& I; m
热轧H型钢        125*125*6.5        30.31        23.8                136        47
5 D( ]- W) Z/ l                150*150*7        40.55        31.9                221        75.1+ T; b& E7 v) I7 ~8 X
                200*150*6        39.76        31.2                283        67.7
' H: F5 R& `6 k# Z# P% j  D                250*125*5        32.89        25.8                287        41.1
$ o7 K' P- S% h4 X: w4 G% O! u0 N                250*125*6        37.87        29.7                326        47
4 W9 `4 H2 H4 E% D! O                220*125*6        36.7        28.3                278        47
0 V0 ^8 a6 t5 A4 H9 ^# L2 G  _                                       
/ u) X/ p( x9 n热轧槽钢        22-220*79*9        36.246        28.453                234        30.1- h% x3 Z2 V" A, d8 j1 S
                25a-250*78*7        34.917        27.4                270        30.6
% S; t. f8 R. Q5 x                28a-280*82*7.5        40.034        31.427                340        35.7
) @* V$ R+ m1 i/ ]+ {                24a-240*78*7        34.217        26.86                254        30.5
% A4 B( _9 b) ]  r                                        " {! H( |, u/ a' t* l
冷弯内卷边槽钢        400*160*60*4        32.27        25.33                401        113.92- O' x/ |6 U2 j6 E
                400*160*50*5        39.36        30.9                490.25        127.8
" B! f' M# t. ^4 Y                400*160*50*3        24.01        18.85                303.6        80.835 L! E$ w9 o3 w, ?- i; }9 ]7 H+ F
                                       
% R/ u0 A; c' n: X6 i冷弯方形钢管        200*4.5         34.67        27.2                219       
2 C3 v3 H/ D: E                200*5                38.1        29.9                239       
& `1 Q/ n& h: C* E                180*6.3                42.4        33.3                233       
6 z1 v$ g, ]9 N. _" d, Z* e                                       
: j& i. G; R. o/ h冷弯矩形钢管        200*100*6.3        34.9        27.4                174        118& Q, K7 ?8 S* U- c8 G4 k) D
                200*120*4        30.1        23.7                163        124
  b9 r4 n- v" y                200*120*8        46.4        36.5                239        180
2 W% ~, g: {1 n$ [! v                200*150*6        39.63        31.1                227        194  P, z2 N0 h: h4 q8 T' a
                220*140*5        34.1        26.8                208        164% [# ?# v8 z* m. ^0 O6 @9 S1 r
                                       
. ]1 R1 q; O7 k0 V6 b3 N轻轨                30                38.32        30.1                108        / w9 `. \8 [8 J, [8 q
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。
  Y& M2 _; L' y* p0 \. U对于槽钢或者H钢,重量相近的情况下,越高抗弯性能越好。8 W3 T! q- l' x" [# p6 u3 D3 b+ _8 S3 [
对于矩形管和方管,壁厚对抗弯性能的影响更显著一些。
* L, X8 G  H8 s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。) X3 _) u/ K6 i5 t- v" m, ~
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,
' j8 @1 R% T: U3 `- z8 R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。( W+ q) S* O4 V; }" o9 i# L1 @
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。
5 a' E7 H) D% v5 ]! t( K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。
) c0 m1 Y0 m. G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。
% u- Z$ C/ c7 O0 `! X3 a. S2 N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.gif2 M0 H) h: W  ^1 @. 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 ...

7 Q5 A$ Z: P; i, r) G+ L; {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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