校核与强度计算
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轴得设计、计算、校核以转轴为例,轴得强度计算得步骤为:一、轴得强度计算1、按扭转强度条件初步估算轴得直径机器得运动简图确定后,各轴传递得P与n为已知,在轴得结构具体化之前,只能计算出轴所传递得扭矩,而所受得弯矩就是未知得。
这时只能按扭矩初步估算轴得直径,作为轴受转矩作用段最细处得直径dmin,一般就是轴端直径。
根据扭转强度条件确定得最小直径为:(mm)式中:P为轴所传递得功率(KW)n为轴得转速(r/min)Ao为计算系数,查表3若计算得轴段有键槽,则会削弱轴得强度,此时应将计算所得得直径适当增大,若有一个键槽,将d min增大5%,若同一剖面有两个键槽,则增大10%。
以dmin为基础,考虑轴上零件得装拆、定位、轴得加工、整体布局、作出轴得结构设计。
在轴得结构具体化之后进行以下计算。
2、按弯扭合成强度计算轴得直径l)绘出轴得结构图2)绘出轴得空间受力图3)绘出轴得水平面得弯矩图4)绘出轴得垂直面得弯矩图5)绘出轴得合成弯矩图6)绘出轴得扭矩图7)绘出轴得计算弯矩图8)按第三强度理论计算当量弯矩:式中:α为将扭矩折合为当量弯矩得折合系数,按扭切应力得循环特性取值:a)扭切应力理论上为静应力时,取α=0、3。
b)考虑到运转不均匀、振动、启动、停车等影响因素,假定为脉动循环应力,取α=0、59。
c)对于经常正、反转得轴,把扭剪应力视为对称循环应力,取α=1(因为在弯矩作用下,转轴产生得弯曲应力属于对称循环应力)。
9)校核危险断面得当量弯曲应力(计算应力):式中:W为抗扭截面摸量(mm3),查表4。
为对称循环变应力时轴得许用弯曲应力,查表1。
如计算应力超出许用值,应增大轴危险断面得直径。
如计算应力比许用值小很多,一般不改小轴得直径。
因为轴得直径还受结构因素得影响。
一般得转轴,强度计算到此为止。
对于重要得转轴还应按疲劳强度进行精确校核。
此外,对于瞬时过载很大或应力循环不对称性较为严重得轴,还应按峰尖载荷校核其静强度,以免产生过量得塑性变形。
项目一压力容器任务四压力容器的强度计算及校核容器按厚度可以分为薄壁容器和厚壁容器,通常根据容器外径Do与内径Di 的比值K来判断,K>1.2为厚壁容器,K≤1.2为薄壁容器。
工程实际中的压力容器大多为薄壁容器。
为判断薄壁容器能否安全工作,需对压力容器各部分进行应力计算与强度校核。
一、圆筒体和球形壳体1.壁厚计算公式圆筒体计算壁厚:圆筒体设计壁厚:球形容器计算壁厚:球形容器设计壁厚:式中δ——圆筒计算厚度,mmδd——圆筒设计厚度,mmpc——计算压力,MPa。
pc=p+p液,当液柱静压力小于5%设计压力时,可忽略Di——圆筒的内直径,mm[σ]T——设计温度T下,圆筒体材料的许用应力,MPa(可查表)φ——焊接接头系数,φ≤1.0C2——腐蚀裕量,mm2.壁厚校核计算式在工程实际中有不少的情况需要进行校核性计算,如旧容器的重新启用、正在使用的容器改变操作条件等。
这时容器的材料及壁厚都是已知的,可由下式求设计温度下圆筒的最大允许工作压力[pw]。
式中δe——圆筒的有效厚度,mm设计温度下圆筒的计算应力σT:σT值应小于或等于[σ]Tφ。
设计温度下球壳的最大允许工作压力[pw]:设计温度下球壳计算应力σT:σT值应小于或等于[σ]Tφ。
二、封头的强度计算1.封头结构封头是压力容器的重要组成部分,常用的有半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头和平封头(即平盖),如图1-4所示。
工程上应用较多的是椭圆形封头、半球形封头和碟形封头,最常用的是标准椭圆形封头。
以下只介绍椭圆形封头的计算,其他形式封头的计算可查阅GB150—2011。
图1-4 封头的结构型式2.椭圆形封头计算椭圆形封头由半个椭球面和高为h的直边部分所组成,如图1-5所示。
直边h的大小根据封头直径和厚度不同有25mm、40mm、50mm三种,直边h的取值可查表1-7。
表1-7 椭圆形封头材料、厚度和直边高度的对应关系单位:mm图1-5 椭圆形封头椭圆形封头的长、短轴之比不同,封头的形状也不同,当其长短轴之比等于2时,称为标准椭圆形封头。
连杆抗拉截面强度校核1. 引言连杆是机械系统中常见的零件,用于传递动力和承受载荷。
在工程设计中,为了确保连杆的安全可靠运行,需要进行抗拉截面强度校核。
本文将详细介绍连杆抗拉截面强度校核的相关内容。
2. 连杆抗拉截面强度计算方法连杆的抗拉截面强度计算通常采用以下两种方法进行:2.1 材料的抗拉强度法根据连杆所使用的材料的抗拉强度和断裂伸长率等力学性能参数,可以计算出连杆在受到拉力作用下是否会发生破坏。
具体计算公式如下:σ = F / A其中,σ为应力,F为受力,A为截面积。
通过与该材料的抗拉强度进行比较,可以判断连杆是否满足要求。
2.2 疲劳寿命法除了考虑静态载荷下的破坏情况外,还需要考虑动态载荷下的疲劳寿命。
通过对连杆进行疲劳试验,可以得到连杆的疲劳寿命曲线。
根据工作条件下的循环载荷大小和频率,可以计算出连杆的疲劳寿命。
3. 连杆抗拉截面强度校核步骤连杆抗拉截面强度校核的步骤如下:3.1 确定连杆受力情况首先需要确定连杆在工作条件下所受到的拉力大小和方向。
这可以通过对机械系统进行力学分析和动力学分析来得到。
3.2 确定连杆截面形状和尺寸根据机械系统的设计要求和受力情况,确定连杆的截面形状和尺寸。
常见的连杆截面形状有圆形、方形、椭圆形等。
3.3 计算连杆截面积根据确定的截面形状和尺寸,计算出连杆的截面积。
3.4 计算应力根据所受拉力大小、连杆截面积和应力公式,计算出应力。
3.5 判断是否满足要求将计算得到的应力与该材料的抗拉强度进行比较,判断连杆是否满足要求。
如果应力小于抗拉强度,则连杆满足要求;否则,需要进行进一步的优化设计或选择更合适的材料。
3.6 考虑疲劳寿命在满足静态强度要求的基础上,还需要考虑连杆的疲劳寿命。
根据工作条件下的循环载荷大小和频率,计算出连杆的疲劳寿命。
4. 连杆抗拉截面强度校核案例分析以某机械系统中使用的连杆为例,假设该连杆受到1000N的拉力作用。
已知该连杆的截面形状为圆形,直径为20mm。