導軌桁架的內力計算
2016-09-28楊新博
(東北電力大學建筑工程學院,吉林吉林 132012)
摘 要:本文扼要介紹了某提升機拆卸裝置中Z關鍵部件導軌桁架的強度、剛度校核計算。因為提升機拆裝裝置能否順利地將裝卸料提升機本體進行裝配和拆下,主要取決于導軌桁架,該導軌桁架的長度達25m,所以它的設計與計算至關重要。驗算其結構的安全性更是重中之重。
關鍵詞:導軌桁架;連續斜梁;附加彎矩;四次超靜不定結構;三彎矩方程
0 引言
連續斜梁內力計算問題是工程設計中經常遇到的一個問題,由于連續斜梁是超靜定問題,計算較費時,所以,為了節省時間。提高效率,選用"三彎矩方程"。斜梁系指每個梁支撐與梁軸線斜交的梁。
1 桁架計算
主桁架是一個連續斜梁結構,共有A、B、C、D、E、F6個約束,如果從原結構中去掉B、C、D、E這四個多余約束,原結構就變成靜定的,所以原結構是四次超靜定結構,其力分別稱P1P2……P6,今擬以三彎矩方程求解之,步驟為列出各點的三彎矩方程式,求解桁架各自由基彎矩值,算出支座反力,由支座反力值求出P1P2……P6。彎矩圖Mpq,因各點作用力的力點并未通過桁架的縱向中心線,所以必然產生了附加彎矩,應予以計算,支點左右彎矩符號相反。MY(原始彎矩)+MF計算結果畫入疊加彎矩值M∑并作圖再計算Q值作圖,可見M∑D右=-17914.5kgfm為Z大,原P1~P6再疊加由附加彎矩產生的支反力R得P'1~P'6。
0 引言
連續斜梁內力計算問題是工程設計中經常遇到的一個問題,由于連續斜梁是超靜定問題,計算較費時,所以,為了節省時間。提高效率,選用"三彎矩方程"。斜梁系指每個梁支撐與梁軸線斜交的梁。
1 桁架計算
主桁架是一個連續斜梁結構,共有A、B、C、D、E、F6個約束,如果從原結構中去掉B、C、D、E這四個多余約束,原結構就變成靜定的,所以原結構是四次超靜定結構,其力分別稱P1P2……P6,今擬以三彎矩方程求解之,步驟為列出各點的三彎矩方程式,求解桁架各自由基彎矩值,算出支座反力,由支座反力值求出P1P2……P6。彎矩圖Mpq,因各點作用力的力點并未通過桁架的縱向中心線,所以必然產生了附加彎矩,應予以計算,支點左右彎矩符號相反。MY(原始彎矩)+MF計算結果畫入疊加彎矩值M∑并作圖再計算Q值作圖,可見M∑D右=-17914.5kgfm為Z大,原P1~P6再疊加由附加彎矩產生的支反力R得P'1~P'6。

2 桁架的強度計算
梁的一般情況是,橫截面上同時存在剪力和彎矩兩種內力,稱作剪力(橫力)彎曲,與此相應的截面上任一點處有剪應力τ和正應力σ,且剪應力只與剪力有關,正應力只與彎矩有關。為了保證梁在外力作用下能安全正確工作,必須限制梁內的Z大應力不超過材料的許用應力,由此建立梁的強度條件并進行梁的強度計算。
D點:均取彎剪壓Z大值計偏于安全
梁的一般情況是,橫截面上同時存在剪力和彎矩兩種內力,稱作剪力(橫力)彎曲,與此相應的截面上任一點處有剪應力τ和正應力σ,且剪應力只與剪力有關,正應力只與彎矩有關。為了保證梁在外力作用下能安全正確工作,必須限制梁內的Z大應力不超過材料的許用應力,由此建立梁的強度條件并進行梁的強度計算。
D點:均取彎剪壓Z大值計偏于安全

3 桁架的剛度計算
主桁架各支點均為鉸支,但又不同于一般梁的鉸支座它是整體結構下面的調整用的鉸支點,不能影響整體桁架的剛度和結構的連續性,所以不能用鉸支公式計算其撓度。但按二端全部固定端也不完全等效,本架體左端三支點距較近,右端E、G二支點雖然距離大些,但也是沿線不相交的三角形狀類似固定端,所以只要計算彎矩比較大,距離比較長的D、E二點間的撓度可以說明問題,為了安全保守一些的計算可把距離取長一些,假如取C、D中點至EG中點之間距離,則:L=1354cm
主桁架各支點均為鉸支,但又不同于一般梁的鉸支座它是整體結構下面的調整用的鉸支點,不能影響整體桁架的剛度和結構的連續性,所以不能用鉸支公式計算其撓度。但按二端全部固定端也不完全等效,本架體左端三支點距較近,右端E、G二支點雖然距離大些,但也是沿線不相交的三角形狀類似固定端,所以只要計算彎矩比較大,距離比較長的D、E二點間的撓度可以說明問題,為了安全保守一些的計算可把距離取長一些,假如取C、D中點至EG中點之間距離,則:L=1354cm
可用公式

4 結論
強度條件和剛度條件都是梁必須滿足的。實踐證明,由于設計中進行了以上充分的計算,使其結構合理,完全滿足用戶的要求。
參考文獻:
[1]徐灝.機械設計手冊[M].化學工業出版社,2001.
[2]沈鴻.機械工程手冊[M].機械工業出版社,1982.
[3]曾正明.實用工程材料技術手冊[M].機械工業出版社,2001.
[4]包世華.結構力學[M].武漢理工大學,2001.
強度條件和剛度條件都是梁必須滿足的。實踐證明,由于設計中進行了以上充分的計算,使其結構合理,完全滿足用戶的要求。
參考文獻:
[1]徐灝.機械設計手冊[M].化學工業出版社,2001.
[2]沈鴻.機械工程手冊[M].機械工業出版社,1982.
[3]曾正明.實用工程材料技術手冊[M].機械工業出版社,2001.
[4]包世華.結構力學[M].武漢理工大學,2001.
來源:《科技經濟市場》2015年第7期