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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。
* v- Q& N; o  l. ?: V& n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
- @# b" [+ M* o1 [- {: a3 H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。* y* a( y/ o& v" N8 z  C# @
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
6 H' P; B% X& u* z$ z1 d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。
, A7 w3 x9 h, J& [' ]  P请问抗弯段面系数W该怎么计算。
+ P! Q% L* f/ g0 j- H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

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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 。
) g/ n# b! C( t8 B; l+ E+ z2  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 r5 p; P. M: K5 H
那个地方并不是最危险的截面
1 y6 }7 i  w5 x! |是你的3个螺杆孔的地方啊& f' \) V8 {1 r% p
如果要断裂
, d1 {5 W/ y+ k1 D$ Z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:
. t& C7 `- Q& t/ o2 ~/ {
. E9 s! n: T5 H! q1)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);
% q; ~. g& G1 v5 l; M+ A) O: h& R
2)校核3耳危险截面(楼主用蓝线标识的位置)的抗弯强度;
* K) D4 {& ]/ a( k
% e  z4 N0 U$ g7 H& J% G; ]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,8 R6 l4 \: i# T$ g0 M0 b" \

, }. a8 k, Y8 [( J3)校核3耳危险截面的剪切强度;
! ?4 N8 v' L9 q$ C7 _- K4 f: F$ o& J7 Z' g. ~8 f# }8 V+ K
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。2 p9 }3 p  ?0 `$ N: p  _1 D

5 j* c0 O# D4 M' C5 T! N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:" f; c( @4 ]: Z( I) E; p
4 R# [/ X0 T6 R$ Q; Q  r& X" O
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 e/ K, s5 L) Y+ v6 H

7 a* V/ O4 x# _4 H: E. }& s2)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);3 b6 W, K/ Z6 e9 C8 G, c2 b" F" B; H

( h; }, X' C& r9 G1 ^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;9 I- G; ]% o( h5 f' ?# ~

( U; ]. ^# M6 Y" s- S6 Q" T# r/ _4)根据正压力F、接触面的摩擦系数μ计算出摩擦力f=μ×F;# U, {2 N  I  v* f4 [

/ B9 H, }% b- @  f- O5)拉脱力F'>=f,完成。
3 X5 S6 m  u1 i4 {' y; S! Z  p" m+ j- E: X" X: q: E& }
请大家讨论。
5 l0 a7 ]* e8 W% t% Z2 n6 V- q3 s" M2 K. T
[ 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。9 W" V- H( p% x3 B5 \: {! U
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。+ l2 z" B4 D- N5 z  U. ~
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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