扁担梁设计.doc

. 扁担梁1.1扁担梁：1.2扁担梁可能出现的3种受力情况图1.2.1力的大小 : F1=F2=100t Q=100t/cos35=122t , P1=100*tg35=70t，N=101.5 t，P2=17.6 t1.3、299，厚20，长6000的无缝钢管的相关参数（1）、面积：A=*（29.9/2）2-*（25.9/2）2=175.212cm2（2）、惯性矩；Iy=Iz=（/64)*(29.94-25.94)=17135.9526cm4 (3)、抗弯截面惯性模量：W=（*D3/32)*(1-d4/D4)=Iy/（29.9/2）=1146.217cm3 式中D-钢管外经，d钢管内径（4）、惯性半径：i=(Iy/A)-2=9.9cm1.4、相关钢材的参数A3： s= 240MPa=2449Kg/cm2 = p=1400Kg/cm2 =950Kg/cm216Mn: s= 295MPa=3010Kg/cm2 =p=s/1.7= 1770Kg/cm2 =s/nt=1170Kg/cm21.5、 299管应力验算：以下计算全部考虑考虑1.2的动载系数1.5.1根据扁担受力图1计算应力和挠度：（1） 轴向压力P= P1 =70 t（2） 299管轴向压应力：P=1.2*70吨/A=478.8Kg/cm2 (2)、弯矩： M=1.2*P1*4.479=376236Kg.cm（3）、299管弯曲应力：1=M/W=328.24Kg/cm2（4）、299管偏心轴向压应力：轴向压应力+弯曲应力=807.04Kg/cm2=s/N=1400Kg/cm2符合要求 (5)、299管弯曲变形最大挠度：fmax=ML2 /（9EI*3-2）=2mmL/1000=6,符合要求1.5.2根据扁担受力图2计算应力和挠度： (1)、 轴向压力= P1- P2=70 t-17.6 t=52.4 t； 299管子轴向压应力：P=1.2*52.4吨/A=358.8Kg/cm2 (2)、 弯矩： M=1.2*（P1*4.5+ P2*23）=863760Kg.cm（3）、299管子弯曲应力：1=M/W=753.57Kg/cm2（4）、 299管子偏心轴向压应力：轴向压应力+弯曲应力=1112.5Kg/cm2=1400Kg/cm2=s/N，符合要求 (5)、299管弯曲变形最大挠度：fmax=ML2 /（9EI*3-2）=2.1mmL/1000=6,符合要求（6）、299管子的剪力Ft为：Ft=F1-F2=01.5.3根据扁担受力图3计算（1）轴向压力= P1+P2=70 t+17.6 t=87.6t； 299管子轴向压应力：P=1.2*87.6吨/A=600.Kg/cm2 (2)、弯矩： M=1.2*（P2*23-P1*4.5 ）=107760Kg.cm（3）、299管子弯曲应力：1=M/W=94.Kg/cm2（4）、偏心轴向压应力：轴向压应力+弯曲应力=694Kg/cm2=1400Kg/cm2，符合要求 （5）、299管弯曲变形最大挠度： fmax=ML2 /（9EI*1.73205）=1.mmL/1000=6,符合要求（6）、299管子的剪力Ft为：Ft=F1-F2=01.6压杆稳定性验算 管子尺寸： 299，厚20，长L=6000 （1）.长细比=*L/=1*600/9.9=60.6式中：:长细比:长度系数，查得=1（2）、用欧拉公式验算压杆稳定性：1=(2E/p)-2100式中：E:弹性模量因（1）中=60.61=100，不适应欧拉公式计算。 （3）、用直线法验算压杆稳定性： 1j=a-b式中：1j为临界压应力， 查的A3钢：a=304MN/M2，B=1.12MN/M2， s=235MN/M2 2=(a-s)/b=（304-235）/1.12=61.6 因（1）中=60.62=61.6，故该压杆属小柔度压杆，可不专门验算压杆稳定性，按轴向压缩强度问题计算及可。 （4）、按折减系数法验算压杆稳定性； =60.62=61.6，按一般轴向压缩强度问题计算及可，从保守出法仍按折减系数法进行进一步压杆稳定性验算。折减系数法：P/A该扁担还受弯曲应力，梁稳定性验算为：M/W+P/A【】M弯矩Kg*cm W抗弯断面系数cm3 P杆所承受的正压力Kg稳定系数 A截面积cm2根=60.6据查的稳定系数=0.842 扁担受力图1的工况：M/W+P/A=328.24+478.7/0.842 896.7Kg/cm2【】=1400Kg/cm2符合要求扁担受力图2的工况：M/W+P/A=753.57+358.8/0.842 1179.7Kg/cm2【】=1400Kg/cm2符合要求扁担受力图3的工况：M/W+P/A=94+600/0.842 806Kg/cm2【】=1400Kg/cm2符合要求1.6吊耳验算吊耳钢材：16Mn1.6.1吊耳处的剪应力验算：(1)、扁担梁图1-1断面1-1=1.2*F1/（27-9.5）*12+3*8=495Kg/cm2 =1170Kg/cm2，符合要求扁担梁图2-2断面:2-2=1.2*F1/（27-13）*12+3*8=625Kg/cm2 =1170Kg/cm2，符合要求扁担梁图3-3断面:3-3=1.2*F1/（27-13）*12/2+3*8=1111Kg/cm2 =1170Kg/cm2，符合要求1.6.2、因吊板最小厚度80mm,断面80厚处的吊板的拉应力最大，在扁担梁图4-4断面的拉应力:2=1.2*Q/30*8=500Kg/cm2=1770Kg/cm2符合要求1.6.3吊耳的最大挤压应力：P=1.2*Q/9.5*12=1284Kg/cm24*Fmax,故扁担下方法兰接触面仍受压，连接螺栓不受预紧力以外的拉力；且接合面不会出现间隙。 式中：4*Fmax 为在扁担下方4只克服弯矩的受拉螺栓对法兰的反作用力。1.20.1.1连接螺栓剪应力验算： 因：F1-F2=0，故法兰垂直方向只受到管子的重力，在未考虑磨擦力的情况，连接螺栓剪应力效核： 管子的重量取为1000Kg，=1000/16*3.14*（2/2）2=20Kg/cm2=240MPa/4=612Kg/cm2,符合要求1.2