【文章內(nèi)容簡介】 水平正應(yīng)力： 合應(yīng)力為： 同理跨中截面2點應(yīng)力為： 垂直正應(yīng)力：=(/)/( /+)= 水平正應(yīng)力：=(()/)/(( )/+)= 合應(yīng)力為：==(MPa)跨中截面1點、2點計算應(yīng)力、滿足要求。： 垂直正應(yīng)力：=/x = = (MPa) 垂直剪應(yīng)力： =/((+)) =((+)) = (MPa) 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力：=/(+(+)/)/(+/+/2)/((+)/)=(+(+)/)/(++)/((+)/) = (MPa) 合剪應(yīng)力為： =+=+= (MPa)水平正應(yīng)力為：合應(yīng)力為： 同理懸臂根部截面2點應(yīng)力為： 懸臂根部截面截面1點、滿足要求。結(jié)構(gòu)的疲勞強度取決于其工作級別、結(jié)構(gòu)件材料種類、接頭連接型式、結(jié)構(gòu)件的最大應(yīng)力以及應(yīng)力循環(huán)特性等。對工作級別是Ａ６、Ａ７、Ａ８級的結(jié)構(gòu)件，應(yīng)驗算疲勞強度。驗算的截面為跨中和懸臂的根部，驗算的點如圖2—9所示：圖2—9對于使用較繁重的起重機金屬結(jié)構(gòu)必須進行疲勞強度計算其疲勞強度應(yīng)滿足 ——計及實際起重量變動影響的等效靜載荷系數(shù)。對重級工作類型的起重機，在焊接的板結(jié)構(gòu)金屬結(jié)構(gòu)計算時，取值=上面門架內(nèi)應(yīng)力計算中，最大應(yīng)力再懸臂根部截面主腹板翼緣板下角點，為此用代替Q，即為在等效載荷作用下產(chǎn)生的最高應(yīng)力。 絕對值最大的應(yīng)力為壓應(yīng)力時，其疲勞強度的許用壓應(yīng)力計算 式中——相應(yīng)于一定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，當p=0時，主體金屬或連接件的疲勞許用應(yīng)力，對本起重機工作級別，材料35A其值=（MPa）K——系數(shù)， K= ，其為構(gòu)件驗算部位的應(yīng)力比值（拉為正，壓為負） ，式中——懸臂上靜載荷產(chǎn)生的力矩 （拉應(yīng)力）疲勞強度計算絕對值最大的應(yīng)力為壓應(yīng)力時，其疲勞強度的許用壓應(yīng)力計算 式中，其為構(gòu)件驗算部位的應(yīng)力比值（拉為正，壓為負）上面疲勞強度計算結(jié)果均小于疲勞強度許用應(yīng)力，故主梁斷面受懸臂剛度控制。已知主梁截面的主腹板高度h=1450mm，其厚度副腹板高度h=1450mm，其厚度，則其高厚比為：對腹板的高厚比在的范圍內(nèi)，在梁的全長內(nèi)應(yīng)設(shè)置橫向加勁板，還需要設(shè)置兩條縱向加勁肋，這時第一條設(shè)置在受壓邊=（~）h處，即=~290mm，第二條設(shè)置在距腹板受壓邊（~）h處，即=435~580mm。這時通常只需驗算最上區(qū)隔的穩(wěn)定性。圖2—10 腹板結(jié)構(gòu)示意圖主梁跨中和懸臂根部腹板受力較大，應(yīng)校核腹板局部穩(wěn)定性。 由主梁結(jié)構(gòu)，得跨中腹板屈曲驗算區(qū)格如圖2—10所示：圖2—11 腹板結(jié)構(gòu)示意圖 由于水平筋為剛性筋條，只驗算1區(qū)格屈曲強度即可保證腹板穩(wěn)定，Ⅰ區(qū)格板長為a，板寬為，板厚為，屈曲應(yīng)力驗算點為圖的2—10的2點。 h=(m) C=(H7+X7)+=(+)+=(m) ===(m)由于=,可知板驗算上區(qū)格上下應(yīng)力比Φ=。屈曲驗算板的長寬比為： = a/= =C/a= 屈曲驗算簡支板基本臨界應(yīng)力為： ，正應(yīng)力計算屈曲系數(shù)、切應(yīng)力計算屈曲系數(shù)、擠壓應(yīng)力計算屈曲系數(shù)為： =(Φ+)=(+)= =+4/=+4/= =(2+.7/)(+)/ / =(2+.7/)(1+)/ = 由于假定板周邊為彈性支承，則驗算板臨界壓縮應(yīng)力及、臨界切應(yīng)力、臨界局部壓應(yīng)力分別為：由于主梁為半偏軌梁，2點無擠壓應(yīng)力，即彈塑性臨界應(yīng)力即彈性臨界應(yīng)力折減公式為：z腹板的局部穩(wěn)定性驗算公式： 故滿足使用要求 由主梁結(jié)構(gòu)得懸臂腹板屈曲驗算區(qū)格如圖３－１９所示： 同理：彈塑性臨界應(yīng)力即彈性臨界應(yīng)力折減公式為：腹板的局部穩(wěn)定性驗算公式： 故滿足使用要求由于主梁蓋板寬，梁跨度與梁寬比遠小于６０，梁的整體穩(wěn)定性自然保證，不必驗算。 門架剛度設(shè)計計算 ，小車作用在跨中時，計算簡圖如圖2—12所示，跨中靜剛度：圖2—12主梁垂直靜剛度計算示意圖 為小車輪距對剛度影響系數(shù),其值為： =13BB/2/ + /2/ =13+/2/ ==(+)/(9600E) =(+)^3/(9600) = (mm) K=h/(S) =() = 通過驗算，跨中靜剛度滿足要求。 ，小車作用在懸臂極限時，計算簡圖如圖2—13所示，懸臂靜剛度：圖2—13 懸臂靜剛度計算示意圖 =((+)/(600E))(+S) =((+)/(600))(4+) = (mm) 懸臂端靜剛度許用值為：通過驗算，懸臂靜剛度滿足要求。 水平框架為多次超靜定結(jié)構(gòu)，利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的對稱性，從兩端梁中間截開取超靜定框架一側(cè)為基本系統(tǒng)，并作為計算簡圖。由前節(jié)計算得均布載荷作用超靜定剪力為,， 移動載荷作用跨中或懸臂超靜定剪力為,。 計算水平剛度時只考慮慣性力影響，而忽略風(fēng)力作用。 小車位于跨中時，剛度計算簡圖如圖2—14所示，水平剛度為：圖2—14 剛度計算簡圖 = (t) =(t/m)=( /(4800E))(/(+ )+ S/(+)(+)B1) =(/(4800210000))(/(+)+(+)(+)) = (mm) 跨中水平靜剛度許用值為： 通過驗算，跨中水平靜剛度滿足要求。 水平剛度計算式中,等于強度計算內(nèi)力對應(yīng)值QH0/Q0, , 等于強度計算內(nèi)力各對應(yīng)值/P0 小車位于懸臂時，剛度計算簡圖見圖2—15，水平靜剛度為：圖2—15 剛度計算簡圖 = (t) =(t/m)=(/(E))((S+2(+)S/+(/))+(S+)+(S+) B1()+SB1() =(())((+2(+)+())+(+)+(+)()+()) =(mm) 懸臂水平靜剛度許用值為： 通過驗算，懸臂端水平靜剛度滿足要求。 小車制動時確定主梁沿門架縱向變形值即為縱向靜剛度計算，取計算模型為靜定結(jié)構(gòu)，計算基本簡圖如圖2—16圖2—16 計算基本簡圖=(t)同樣只考慮小車制動慣性力，不計風(fēng)力，小車制動門架縱向靜剛度Y為：= /300S(1+K)/E/ =(1+)/= (mm)其中： K=H/(1S) =() = 主梁縱向靜剛度許用值為： 主梁縱向靜剛度滿足要求。 支承架強度設(shè)計計算，馬鞍橫梁跨中截面內(nèi)力計算 垂直作用載荷有、。計算簡圖如圖2—17所示。圖2—17 計算基本簡圖 支承架是三次超靜定結(jié)構(gòu)，由馬鞍橫梁中間截面斷開，作為超靜定的基本結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)對稱，載荷對稱，斷開截面只有彎矩和軸向力。為了求解超靜定內(nèi)力簡單，將均布載荷、與集中力作用分開考慮，設(shè)均布載荷引起截面彎矩為，軸向力為，由集中力引起的截面彎矩為，軸向力為，然后將內(nèi)力求和進行校核計算。 ，如圖2—18所示，如圖2—19所示 圖2—18 彎矩作用下單位力圖 圖2—19軸向力作用下單位力圖，如圖2—20所示 ,如圖2—21所示 圖2—20 均布載荷和作用下彎矩圖 圖2—21 作用下彎矩圖 基本結(jié)構(gòu)在均布載荷、集中力作用下各截面的彎矩值為： 各截面彎矩值=/8=/8= (tm)= (KNm)== (KNm)== (KNm)=(+/4)/2 =(+) = (tm) = (KNm)=== (tm)= (KNm)=/2=(tm)= (KNm)=++=++= (tm)= (KNm) =/2+++/2 =+++ = (t) = (KN)=+ =+= (tm)= (KNm)=/8=/8= (tm)= (KNm) == (KN)=== (tm)= (KNm)=(+)=(+)= (tm)= (KNm)=+ =+ = (tm) = (KNm)== (KNm)注：以上符號如的含義為：３－３截面在作用下的Ｘ方向的彎矩 ⑴支承架上橫梁截面內(nèi)力、的求解 DT11=(/+/+/+/)/E+/()=(+++)/+() = DT22=(/+(3+3+)/)/3/E +/2/E/+(++)/()=(^3/+(3^2+3 +^2)/)/3/+(+)^2/2/+(++)/() = DT12=(/+(2+)/+(+)/)/2/E+(+)/() =(+(2+)/+(+)/)/2/ +(+)( ) = DT1Q=(/6/+/)/E+(3+2)//6/E+(+++2/3)/2/E/+/() =(+)+(3+2)/+(+++2/3)/2/+() =DT2Q=/2/E/+((+)(3+2))/6/E/+((3+)+(3+2)(+)+(2+))/6/E/+(+)/() =+((+)(3+2))/6/+((3+)+(3+2)(+)+(2+))/6/+(+)() = =(DT1QDT22DT2QDT12)/(DT11DT22DT122) =()/() = (tm)= (KNm) =(DT2QDT11DT1QDT12)/(DT11DT22DT122) =()/() = (t)= (KN)=(+)/2/E/+/2/E/+/()=(+)/2/++() ==((3+2)+(3+))/6/E/+((+))/2/E/+((+))/() =((3+2)+(3+))/6/+((+))/2/+((+))/() = =(DT1DT22DT2DT12)/(DT11DT22DT12^2) =()/(^2) = (tm) = (KNm) =(DT2DT11DT1DT12)/(DT11DT22DT12^2) =()/(^2)= (t)= (KN) ，馬鞍橫梁跨中截面內(nèi)力計算 支承架作用水平載荷有、及扭矩MN作用，支承架兩側(cè)作用的載荷對應(yīng)相等，計算簡圖如圖2—22所示圖2—22 計算簡圖 水平載荷作用下基本結(jié)構(gòu)同前。由于結(jié)構(gòu)對稱，載荷反對稱，馬鞍橫梁斷開截面只有剪力，為求解簡單，將載荷分為三種情況作用在基本結(jié)構(gòu)上，一種是均布載荷，一種是作用，第三種是MN作用。三種情況的內(nèi)力分別假定為、然后求和內(nèi)力，最后進行校核計算。 ：如圖2—23所示 、作用下彎矩圖，如圖2—24所示 圖2—23 剪力圖 圖2—24彎矩圖 ，如圖2—25所示，如圖2—26所示 圖2—25 作用下彎矩圖 圖2—26 MN作用下彎矩圖 、集中力，扭矩MN作用下， 各截面彎矩值= == (tm)= (KNm)=(^2)/2=(^2)/2 = (tm)= (KNm)== (KNm)== (KNm)=(+)=(+) = (tm)= (KNm)=(+/2)=(+= (t?m)= (KNm)=/2= (tm)= (KNm)=++=++=(tm)= (KNm) =2/=2/= (t)= (KN)= == (tm)= (KNm)=0=2/ =2(t)= (KN)=0=== (tm)= (KNm)=V== (tm)= (KNm)=0=2MN/=2(t)= (KN)MX5MN=MN= (KNm)MX6MN=MN= (KNm)MX7MN=0MX8MN=MN== (tm)= (KNm) 、的計算 DT11=(^3/24/+^2/4/+/12/(3+6+4 )+/24/(2+)^2)/E+/() =(^3/24/+^2+ (3+6+4)+(2+)^2)/+() =DT1QY=((+/)/+(+) /+((+)(+)+(+)(+)+(+))/)/+/()(++((+)/)) =((+)/+(+)+((+)(+)+(+)(+)+(+))/)/+()(++((+)/)) = =DT1QY/DT11=(t)= (KN)DT1=/()+((+)+ (+))/(E)+(+)/(E)=()+((+)+(+))/()+(+)() =DT1MN=((+)MN/2/+/12/(+2)MX8MN)/E+MN/()=((+)+(+2))