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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。
! _" R5 h( `. {! \. _1 H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
- p' Y# |0 t; E; r; l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。
( v- F, [- V9 v9 N* p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' A( ?4 L5 d; k* o: b* ^& H
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。
7 x/ Q  L% p& g4 G# J0 M! [请问抗弯段面系数W该怎么计算。% _( v( Z2 }* y) l
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

回复 4# beerstand 的帖子

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 。
+ l1 b1 G4 o2 I/ q, i0 R6 S2  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????????????????????& I% P/ q- |/ t) D7 ?7 }
那个地方并不是最危险的截面
8 m) V1 F9 R, _; j0 T8 q是你的3个螺杆孔的地方啊
( b) }! W1 D( g8 ]如果要断裂
2 V. T% U1 S& J3 N/ `: w0 p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:0 h. Z; i9 c" y# E; I6 x
9 Z" o$ b# e' b7 p. C
1)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);+ z0 _6 m/ i; g

, z* `" J( P# O2 D0 G2)校核3耳危险截面(楼主用蓝线标识的位置)的抗弯强度;
, A$ F$ l" ]& O  |  i: [/ w
* K3 |8 [7 }; ^; R! s% \" K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,
1 x2 j* d: C$ t5 \/ e/ e) z  V8 k( M; u3 C- _
3)校核3耳危险截面的剪切强度;: E7 `. `9 o' p* x) ^9 @

5 {& j# [1 B6 z$ ?( G% t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。
0 |1 }* E: E1 t$ }* K5 i
2 G5 s$ v- ]& T3 l2 I7 o' X, F# C2 C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:
% R9 v- r2 K% q! r' d4 U2 M" f# V: b
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);: r: u1 j: _4 R1 l4 y, D
: i1 N5 S* n8 w
2)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);: A- ?  o1 ^. j* X; O

( z; C! W: ]9 @4 f: w/ ]9 J- r3)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;
! x* C5 |  a& Z# n6 e5 N& {
5 E& q0 j1 D0 h7 p$ U% b4)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 N( g* ~  u+ P# t. P
. H1 p) e' s. L* P
5)拉脱力F'>=f,完成。6 d2 }) I$ Z, i0 Y& J) A. I
0 A' n" Q' X( a1 ~) Z
请大家讨论。) g& i5 B7 i) Y+ G% R/ C
( h5 y; g' S7 A9 k+ C
[ 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。
# v  k. I$ _9 ]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。
3 n2 V: |8 X& I3 j6 a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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