声音的强度和声级的计算

机架的强度计算和变形计算

摘要:初定基本尺寸并选择立柱、横梁的截面形状 机架基本尺寸，主要是指窗口的大小以及立柱和上下横梁的截面尺寸等。基本尺寸的确定见表18.2-l，各种截面形状的选择见表18.2-2. 机架的强度计算和变形计算 1） 计算的基本假定 ①作用在机架上的外力，只考虑轧制力的

初定基本尺寸并选择立柱、横梁的截面形状，机架基本尺寸，主要是指窗口的大小以及立柱和上下横梁的截面尺寸等。基本尺寸的确定见表18.2-l，各种截面形状的选择见表18.2-2.

机架的强度计算和变形计算

1） 计算的基本假定

①作用在机架上的外力，只考虑轧制力的作用，并用两个集中载荷取代作用于上横梁圆环面的均布载荷(见图18.2-1)。作用在下板粱上的力为均布载荷;

②视机架为一封闭框架，该框架，由依次连接截面各截面形心而形成;

③机架的变形属于平面变形。

2)主要运算符号(参照图18.2-1一图18.2-3及表18.2-3、表18.2-4);

3)机架的强度计算和变形计算 表18.2-3,表18.2-4为机架的静强度计算和变形计算;表18.2-5为机架的疲劳强度计算;表18.2-6为图解机架任意截面的夸矩。对于结构形状复杂的机架可用图解法。

4)计算实例 图18.2-4为1200 x 550/1100四辊热轧机机架结构图。要求对该机架进行刚、强度校核。机架材料为ZG270-500钢，轧机的最大轧为16000kN，每片机架上的作用力为8000kN.

解

①绘制机架计算简圈

第一步，将机架简化为封闭框架。由于该机架形状较规整.故只取5个截面，它们是:上、下横梁的中间截面，立柱的中间截面.上、下橄梁与立住交接处。而后分别求其形心位置和惯性矩。根据所求得的数据及机架的结构尺寸使可作用机架的封闭框架图，如图18.2一5所示.

本项目主要包括地基的沉降计算和强度计算，沉降计算涉及到分层总和法和固结度计算，其中分层总和法用于计算软土层的总沉降量，固结度计算则确定不同时期的沉降发展情况。

（1）沉降计算

地基总沉降用分层总和法计算。预压荷载下地基的最终竖向变形量按下式计算：

niiiiifheeeS10101

式中：Sf——最终竖向变形量（m）；

n——压缩层范围的土层数；

ie0——第i层土在平均自重应力作用下的孔隙比，由室内固结试验e-p曲线查得；

ie1——第i层土在平均自重应力和平均附加应力共同作用下的孔隙比，附加应力取80kPa；

ih——第i层土层的厚度（m）；

ξ——经验系数，取ξ=0.9,吹填土ξ=1.0。

（2）固结度计算

固结度的计算则根据相关规范，其计算理论如下。

地基中某一深度的竖向固结度

tcHMHMMUvzmzt220expsin21

地基中某一深度的径向固结度

tHMMUrmzrtexpsin210

地基中某一深度的总固结度

ztrtztrtrztUUUUU

整个地基的竖向平均固结度 tcHMMUvmzt2202exp21

整个地基的径向平均固结度

tMUrmrtexp2102

整个地基的总平均固结度

ztrtztrtrztUUUUU

212mM ,3,2,1,0m

2222MHMr

aehFdc28

aewhFdKnK22218

22222222411114111143lnlnnnKKnsKKnsnnsKKsnFshshsha

werrn

wsrrs

式中：hc——土的水平向排水固结系数，aeKcscmwhh121,；

梁的强度和刚度计算.

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ﻩ梁的强度和刚度计算

1．梁的强度计算

梁的强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力，设计时要求在荷载设计值作用下，均不超过《规范》规定的相应的强度设计值。

(1)梁的抗弯强度

作用在梁上的荷载不断增加时正应力的发展过程可分为三个阶段,以双轴对称工字形截面为例说明如下:

梁的抗弯强度按下列公式计算：

单向弯曲时

ﻩﻩ ﻩ ﻩﻩfWMnxxxﻩ ﻩﻩﻩ（5-3）

双向弯曲时

ﻩﻩ ﻩﻩ fWMWMnyyynxxx ﻩﻩ (５－４）

式中:Mx、Mｙ——绕x轴和y轴的弯矩（对工字形和H形截面,x轴为强轴,ｙ轴为弱轴）；

Wnx、Ｗｎｙ——梁对x轴和ｙ轴的净截面模量;

yx,——截面塑性发展系数，对工字形截面，20.1,05.1yx；对箱形截面,05.1yx;对其他截面,可查表得到；

f ——钢材的抗弯强度设计值。

为避免梁失去强度之前受压翼缘局部失稳，当梁受压翼缘的外伸宽度b与其厚度ｔ之比大于yf/23513 ，但不超过yf/23515时，应取0.1x。

需要计算疲劳的梁,按弹性工作阶段进行计算,宜取0.1yx。

（2）梁的抗剪强度

一般情况下,梁同时承受弯矩和剪力的共同作用。工字形和槽形截面梁腹板上的剪应力分布如图5-3所示。截面上的最大剪应力发生在腹板中和轴处。在主平面受弯的实腹式梁,以截面上的最大剪应力达到钢材的抗剪屈服点为承载力极限状态。因此，设计的抗剪强度应按下式计算 ﻩﻩﻩ ﻩ vwfItVSﻩﻩ ﻩﻩ ﻩ (5－５）

式中：V——计算截面沿腹板平面作用的剪力设计值;

S——中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩；

I——毛截面惯性矩；

tｗ——腹板厚度;

基于截面强度计算和CATIA强度仿真的初步强度校核方法

摘要：本文介绍了利用截面强度计算和CATIA强度计算模块进行了结构件初步的强度计算和校核的方法，在结构件初始设计时能有效的对结构件的强度进行初步校核和结构优化，有效提高了后序有限元强度仿真的工作效率，避免重复校核。

关键词：截面计算公式；CATIA强度仿真模块；抗弯截面系数；抗扭截面系数

一、简单截面的强度计算公式

工程中的结构件主截面往往会受到弯曲载荷或是扭转载荷，有时会同时受到弯曲和扭转载荷，需要对截面的弯曲强度和扭转强度进行校核。根据弯曲强度公式σ=M/W，σ为弯曲强度，M为截面所受弯矩，W为抗弯截面系数，和扭转强度公式τ=T/Wt，T为截面所受扭矩，Wt为扭转截面系数，可求得截面受到的抗强和抗扭强度，与材料的屈服极限进行对比，当同截面同时受到弯曲和扭转载荷时，可按照第三强度理论进行叠加。M和T都可以通过受力分析求得，是对于简单形状截面的抗弯截面系数可通过下述公式求得[1]，如下：

1. 实心矩形的惯性矩及抗弯截面系数

二、利用CAD进行复杂截面的转动惯量计算

对于复杂截面是无法通过公式求解到截面系数，可以利用CAD软件进行惯性矩和抗弯截面系数的计算[2]，过程如下：

1.绘制或导入图形。

2.创建面域，bo命令，选择面域、孤岛检测、拾取点，点选图形、Enter。

3.（1）对于有内框的图形，需进行面域差集计算，“subtract”命令，点选外围边框、Enter，点选内部边框、Enter。

（2）对于无内框的图形，直接进入第4步。

4.查询计算，“massprop”命令、Enter、点选刚创建的面域、Enter，得到惯性矩和质心（x，y）。

5.Ucs命令、Enter、输入第4步质心坐标（x，y），将质心坐标移到原点。

6.重复第4步过程，得到最终的惯性矩、质心、边界框值。