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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。
: E5 |7 E' ]. }  Z4 m: l4 i; |  \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
% o0 R9 B9 _) A; i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。( G" G) D" Q( ]8 T% A# Y* @: j
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. R/ s) Z1 S4 K6 S9 R; U  x
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。
! [2 A4 v8 X$ j1 n+ R请问抗弯段面系数W该怎么计算。9 i/ C! F- Z3 G- b$ U
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 。% M5 c% h1 v: P
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????????????????????
7 c/ O+ Y7 R: T7 {那个地方并不是最危险的截面
+ `$ K9 q6 R. i. I, f是你的3个螺杆孔的地方啊3 e& f5 J, U, f7 b7 V" p
如果要断裂
& P7 l0 s/ R3 ?& T/ ^7 W! G2 r/ u3 A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:
, g3 O. \  {1 ]; i  K7 t
% N. a- J% q+ L  ?' x. M1)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);
; E3 o7 j5 i# L, x( ^
* p2 ~: C; l, f2)校核3耳危险截面(楼主用蓝线标识的位置)的抗弯强度;
) D; O9 k8 N6 `
: P0 k: e, p, V5 M! `0 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,
$ t  T; j3 ?  \6 w' c" c+ w% J6 w" a
& C7 K! i. \6 y( b3)校核3耳危险截面的剪切强度;+ Z% X6 x- i, j8 Q

( m" v5 b) ~  c1 X; l8 y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。
" R1 X1 s* t' m: ^/ D3 j0 g. Q; D5 {. @7 P8 M
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:  T- H4 C. w# J3 o$ [+ Q

+ |+ x% O9 v- N$ X1)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);6 s* L: ^- \  W$ A. A0 f

, q2 B! J% ~; m8 e8 J; n: r4 Y6 y2)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);
) }2 t! q/ o. [* D) n$ P2 I) v/ r8 Q+ `+ _4 _
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;
4 ?- M+ T2 V* P, e7 G+ N6 N/ o2 I
' H5 K( V: U9 F( ^& h( w3 q4)根据正压力F、接触面的摩擦系数μ计算出摩擦力f=μ×F;
7 }4 \' l2 o: F/ {- k& i. y+ `; f% Y' C& V& y
5)拉脱力F'>=f,完成。
9 p/ N* V3 O0 ?1 b) N: D2 u  `
) P) @, _9 |9 ^: `( E( P1 ^请大家讨论。
& d7 d$ I( w& L9 Z' K( x) t  Q
. q# t) `7 D2 f3 C9 D+ p[ 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。
" W: N: A; X0 p9 v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。
5 B/ d# x: X+ G% d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

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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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