眼板常用计算公式与经验公式.doc

眼板常用计算公式比较与经验公式的应用范先才2000年12月4日眼板常用计算公式比较与经验公式的应用眼板是起重作业中不可缺少的基本构件，在起重工程设计中，眼板的强度问题也是必须考虑的最基本要素之一。眼板的结构很简单，虽然形式有多样，但万变不离其宗，基本结构都是在钢板上镗孔而成。其受力状况则较为复杂，一般教科书都没有涉及它的计算方法。在救捞行业的实际工作中，一般采用一条经验公式来估算。其式为：P=1.2bh式中： P 许用外力 ( t )1b 眼板厚度 （cm）h 环体最小高度 （cm）实践证明：这一公式在非正规场合还是很实用的。但在正式的技术文件中，不能以此式作为计算依据。有时，用经验公式设计出的眼板，在写入正式文件，用正规公式计算时，却发现强度不足够。笔者就曾碰到过这样的问题，最后只得降低安全系数来解决。这表明经验公式中的系数偏大了。设计实践中，我们正式使用的眼板计算公式有三条，分述如下：公式一2： (kN/cm2)式中： P 外作用力 ( kN )b 眼板厚度 （cm）l 眼板环中心距 （cm）h 环（孔缘）厚度 （cm）d 眼板孔径 （cm）w 孔径处环截面模数 即bh2/6 （cm3）k 系数 值如下表：h/d0.20.40.60.81.01.2k16118.26.865.8此式是将眼板环当作曲梁来计算，以拉、弯组合的受力模式推导出的，简单明了，用起来也方便。这是较早的计算方法，经验公式也许就是在此式基础上，再加以简化而来的。但此式只用一个公式来概括所有截面的应力，就难免比较粗略，实践证明，用此式计算，有时侯就显得过于安全。公式二3：式中：H水平截面应力 合垂直截面应力应力换算系数，由R0/h1 查曲线图求得R0=(d+h1)/2其它字母意义见图R0/h1此公式分别计算水平和垂直两个截面应力，水平截面应力按厚壁圆筒公式计算，垂直截面应力按曲梁公式计算，此式详细、严谨，连外敷钢板的细微差别也考虑到了，作为正规技术文件的计算依据很合适。而且救捞行业最经常使用的各种眼板，如拖航、起重等，都可以用此式计算，只是平常使用略显麻烦些。公式三4：式中：bmax水平截面应力(MPa)amax垂直截面应力(MPa)P 外作用力 (N) 眼板厚度 (mm)h 环（孔缘）厚度(mm) ,即R1-R2(R1环外径，R2环内径)A 眼板环截面积 即h(mm2)即XhR孔径 （眼环环形心截面处曲率半径mm）即(R1+R2)/2此公式考虑了眼板环具有较大的刚度，且眼板孔与销轴之间有一定间隙，根据这一特点，而假定孔壁上载荷按正弦规律分布，据此求出眼板中水平和垂直两个最危险截面上的内力，并根据弹性曲梁公式求得这两个截面上的最大应力值。以此校核眼板强度。据介绍，这种理论所产生的结果，是较为准确的。不过此公式用起来确实是复杂了些。由上所述可见，眼板虽然筒单，但计算起来却是挺麻烦的，所以，经验公式就显得更加方便实用了。不过，正如前面所说，经验公式有一定的局限性，不能等同正规公式使用。从公式本身的特性，我们也可看出：所有正规计算公式，都是较为复杂的曲线方程式，而经验公式只是用一条定斜率的直线来描述，其结果必然是顾此失彼的。但在一般情况下，只要应力不超过材料屈服极限，眼板就不会受到破坏，安全系数的大小不会有明显的反应。正因如此，经验公式的存在和长期使用，也就“合情合理”了。而正规计算公式对于安全系数，都有其明确的要求，这一点，经验公式就难以满足，正所谓“合理”而不“合法”。上述三个公式，笔者都曾使用过，还特意与经验公式作过比较计算，有一点体会：一般情况下，临时使用的或者不重要的眼板，也不必写入正式文件的，完全可以用经验公式计算。当然，也可以用“公式一”计算，不算太复杂，还可以写入正式文件。重要的眼板，还是使用“公式二”或“公式三”计算比较好，（笔者推崇“公式二”）。这种情况下若要事先估算，则必须将经验公式的系数降到0.8左右5，否则，其结果很可能是“合理不合法”的。1 经验公式中使用了非法定计量单位，为保持原貌，没作更改。2 姚根福：海