【正文】 圖 a ），同時(shí)由于彎曲變形，又產(chǎn)生了附加剪應(yīng)力 （如圖 b ），這種附加剪應(yīng)力 只能平衡一部門外扭轉(zhuǎn)，剩下的外扭轉(zhuǎn)將由純扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 （圖 c）來達(dá)到平衡。 如圖 中的工字梁右端剛性固定，左端自由，并作用著扭轉(zhuǎn)，于是也將產(chǎn)生約束扭轉(zhuǎn)。由于縱向纖維的軸向應(yīng)變，就使得截面上不僅存在著扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，還存在發(fā)向應(yīng)力，又因?yàn)楦骺v向纖維的法向應(yīng)力不一定相同，就導(dǎo)致桿件產(chǎn)生彎曲（圖 ） ，所以約束扭轉(zhuǎn)也常稱為彎曲扭轉(zhuǎn)。圖312 桿件的自由扭轉(zhuǎn)如果桿件受扭時(shí)截面不能自由翹曲，也即由于支座的阻礙或其它原因的限制，這稱為約束扭轉(zhuǎn)。 表 系數(shù) 值 注：，式中a——箱形梁橫向加勁板間距；b——兩腹板間距。這種情況只有當(dāng)?shù)冉孛嬷睏U的兩端作用大小相等而方向相反的力偶，且無任何約束時(shí)才會(huì)產(chǎn)生。如果所有的截面都自由翹曲，則在截面上不會(huì)產(chǎn)生正應(yīng)力，這稱為自由扭轉(zhuǎn)，這時(shí)，桿件所有截面的翹曲量相同。圖 受局部壓力的區(qū)格板 圖 受壓翼緣的尺寸比例2．15受扭構(gòu)件的校核計(jì)算1）自由扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn)的概念起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)中的梁為非圓截面直桿，而且是開口薄壁（工字形截面等）后閉口薄壁（箱形截面）結(jié)構(gòu)。當(dāng)60（50） 時(shí)（括號(hào)內(nèi)數(shù)字用于低合金鋼），應(yīng)設(shè)置一條縱向加勁條，縱向加勁條的慣性矩： 式中 系數(shù)，按表311選用。根據(jù)滿足局部穩(wěn)定性條件，圖311列出了受壓翼緣尺寸比例關(guān)系。此時(shí)上區(qū)格板的驗(yàn)算公式應(yīng)為改寫的式（ ），即 下區(qū)格板的局部驗(yàn)算公式則為： 式中， 和分別為上區(qū)格板和下區(qū)格板的屈曲臨界應(yīng)力。所有剛性肋的面積慣性矩（）必須大于此值。帶柔性肋板的屈曲系數(shù)可按公式計(jì)算。當(dāng)加強(qiáng)板剛度不夠時(shí)，加肋板仍以整板屈曲模態(tài)失穩(wěn)。對(duì)于剛性加強(qiáng)肋而言，有最小剛度比 ，亦即當(dāng)剛性加強(qiáng)肋使區(qū)格板的屈曲臨界應(yīng)力小于（最多是等于）這塊加肋整板的屈曲臨界應(yīng)力時(shí)，此加強(qiáng)肋的剛度比即為最小剛度比。 是加強(qiáng)肋繞被加強(qiáng)板板厚中心線的面積慣性矩。但要注意的是剛性加強(qiáng)肋要有足夠的彎曲剛度，要能起到支承板的作用。剛性的加強(qiáng)肋（加勁條）能起到支承作用，將板分割為若干區(qū)格，改變了板在計(jì)算穩(wěn)定性時(shí)的寬度b和a的值。 2．14加肋板的穩(wěn)定性校核計(jì)算： 在工程設(shè)計(jì)中，為了滿足公式（ ），有時(shí)不得不增加板厚，這常常要增加鋼材用量。只要作用在板上的載荷應(yīng)力（在非均布應(yīng)力時(shí)取最大的應(yīng)力值）小于極限應(yīng)力（或許用應(yīng)力），板是穩(wěn)定的，其驗(yàn)算公式如下： 或= 或= 或式中 n——安全系數(shù)，其值與強(qiáng)度安全系數(shù)一致，； 和——分別為正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力作用下的許用屈曲臨界應(yīng)力。 表 示出局部區(qū)格板的屈曲系數(shù)。板在壓應(yīng)力剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力共同作用時(shí)的等效臨界復(fù)合應(yīng)力可按下式、 =式中，為板邊兩端應(yīng)力之比，為板邊最大應(yīng)力，、各帶自己的正負(fù)符號(hào)；其它符號(hào)同前。在有較強(qiáng)翼緣板的情況下，工字型截面的腹板彈性嵌固支承影響系數(shù)可以取x=。 根據(jù)板的彈性穩(wěn)定理論，結(jié)合工程實(shí)際，可將工字型截面的腹板看作是由上下翼緣板支承著的彈性嵌固板，但有水平位移的可能。如果腹板上有縱向加勁條，則短橫向加勁板應(yīng)與縱向加勁條相連，短橫向加勁板的間距。 圖 箱形主梁加勁板的設(shè)置 5）若腹板僅僅只用橫向勁板加固時(shí)，對(duì)于箱形截面梁，橫向勁板寬度取為等于兩腹板間距b，若梁寬B較大，橫向加勁板中部可開孔，但應(yīng)保證mm，加勁板厚度不應(yīng)小于。4） 對(duì)于高度較大的梁，必須在腹板受壓區(qū)設(shè)置縱向加勁條（圖的3），且設(shè)置在離受壓翼緣板（~）h處（圖 ）；當(dāng)（對(duì)于低碳鋼）或（對(duì)于低合金鋼）時(shí)，一般只加一根縱向加勁條，如果因梁高很大，而必須用兩根縱向加勁條來加固腹板時(shí)，則第一根縱向加勁條離受壓邊緣距離為（~）h ，第二根離受壓邊緣距離為（~）h。2）如果腹板僅在剪應(yīng)力作用下；當(dāng)（對(duì)于低碳鋼）或（對(duì)于低合金鋼）時(shí)，可不必設(shè)置橫向加勁板，但是為了增加截面的扭轉(zhuǎn)剛度，提高梁的整體穩(wěn)定性，一般仍設(shè)置橫向加勁板。在跨度較大時(shí)橫向加勁板的間距，在支座附近較小些，而在跨中較大些。1． 12箱形截面梁腹板加勁的設(shè)計(jì)原則：1） 通常沿腹板全高設(shè)置橫向加勁板（圖和）加固腹板。加固的方式如下：1） 在箱形截面梁整個(gè)高度上設(shè)置橫向加勁板（圖）；2） 對(duì)于正軌箱形結(jié)構(gòu)橋式起重機(jī)，除設(shè)置橫向加勁板外，在箱形截面腹板受壓區(qū)域設(shè)置短橫向加勁板（圖）；3） 在跨度較大的橋式和門式起重機(jī)中。 圖 腹板局部穩(wěn)定的計(jì)算 。金屬結(jié)構(gòu)也可能在以上幾種應(yīng)力共同作用在梁的腹板上時(shí)喪失局部穩(wěn)定。1） 橋式類型起重機(jī)梁的腹板可能在下列幾種應(yīng)力作用下喪失穩(wěn)定性：2） 彎曲剪應(yīng)力：在剪力作用下，梁的腹板會(huì)在45度方向受壓而在斜向失去局部穩(wěn)定性（圖）；3） 彎曲正（壓）應(yīng)力。 _____鋼絲繩繞組在相當(dāng)于額定起升高度時(shí)的實(shí)際平均下放長(zhǎng)度，可近似取為卷筒中心與上部固定滑輪中心之半處至吊滑輪中心的實(shí)際平均下放長(zhǎng)度（cm）,見圖 ?？砂聪铝泄津?yàn)算滿載自振頻率： == 式中 ________滿載自振頻率，（HZ）； ————主梁結(jié)構(gòu)在跨中的剛度系數(shù)，其物理意義為使主梁在跨中處產(chǎn)生單位垂直靜撓度所需的集中力的大小；按表 計(jì)算；——主梁結(jié)構(gòu)在跨中的換算集中質(zhì)量與小車質(zhì)量之和（對(duì)于雙梁結(jié)構(gòu)，如果小車質(zhì)量按整臺(tái)小車計(jì)算，則近似等于一根主梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量）（）；按表 計(jì)算；——與額定起升載荷的質(zhì)量之比，即；——與鋼絲繩繞組的剛度系數(shù)之比，即。 圖 梁的剛度計(jì)算 對(duì)于一般使用的起重機(jī)，不必驗(yàn)算起動(dòng)剛度。按下式計(jì)算： 其中，——額定起重量， ——電動(dòng)葫蘆自重。3） 門式起重機(jī)的懸臂撓度 ==12930式中 ________懸臂長(zhǎng)度。用于起重機(jī)的梁只驗(yàn)算由有效載荷（移動(dòng)載荷）產(chǎn)生的靜撓度（不計(jì)動(dòng)力系數(shù)），梁的這種變形是彈性變形，外載荷消失后梁能復(fù)原，絕對(duì)不允許殘余（永久）變形。 表 系數(shù) ——軌道中心線至腹板的距離，正軌時(shí)，； = = =3 = ； v________波桑比； ，——系數(shù)，其值取決于和的值（參見表 ）； 上蓋板上的折算應(yīng)力按下式求得： = 式中 ——由垂直彎矩引起的正應(yīng)力， ，應(yīng)帶各自的正負(fù)號(hào)代入。 圖 上蓋板的局部彎曲計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)于正軌箱型梁，由于集中載荷的作用點(diǎn)在板的中心或偏一距離，故應(yīng)采用板殼理論計(jì)算。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，特作如下假設(shè)： 1）把上蓋板看作為是腹板和橫向加筋板約束的自由支承的薄板；2）軌道視為一根中部受集中載荷的梁；3）根據(jù)薄板受集中載荷作用來計(jì)算蓋板撓度；4）計(jì)算應(yīng)力時(shí)，假設(shè)軌道和蓋板間僅在邊長(zhǎng)為a和b矩形面積上接觸。它支承在梁的腹板和橫向加筋板上。 圖 薄壁箱形梁約束彎曲時(shí)截面正應(yīng)力分布 圖 腹板受輪壓局部擠壓計(jì)算2．1．9輪壓產(chǎn)生的局部壓應(yīng)力校核計(jì)算：由于門架平面內(nèi)A支座處輪壓最大，其值為=，若在是設(shè)計(jì)時(shí)，能使得A支座側(cè)的兩個(gè)車輪輪壓接近相等，則：當(dāng)起重機(jī)小車的輪壓直接作用在梁的腹板上時(shí)（圖 ），腹板邊緣產(chǎn)生的局部壓應(yīng)力為：= 式中 ——局部壓應(yīng)力； P———集中載荷（N）； ——板厚（mm）； ——集中載荷分布長(zhǎng)度，可按下式計(jì)算： =50+=70式中 ——集中載荷作用長(zhǎng)度，對(duì)車輪??； —自構(gòu)件頂面（無軌時(shí)）或軌頂（有軌時(shí)）至板計(jì)算高度上邊緣的距離（mm）. 當(dāng)起重機(jī)小車的輪壓直接作用在梁的上蓋板時(shí)，局部彎曲應(yīng)力為：普通正軌布置在兩腹板中間的上蓋板上，由輪壓作用而使上蓋板產(chǎn)生局部彎曲，此時(shí)上蓋板應(yīng)按被兩腹板和相鄰兩筋板分隔成的矩形板計(jì)算，如圖 所示。有懸臂時(shí)的側(cè)推力為： =為了安全起見，現(xiàn)將有懸臂門架當(dāng)作無懸臂門架計(jì)算，即 彎矩2．1．7支腿平面內(nèi)的支腿內(nèi)力計(jì)算：由垂直載荷引起的支腿內(nèi)力在垂直載荷作用下引起的支腿內(nèi)力為支反力： 2．1．8箱型梁的約束彎曲校核計(jì)算： 根據(jù)理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在薄壁箱型梁的角點(diǎn)上，最大約束彎曲正應(yīng)力可近似取為： 式中 ——自由彎曲正應(yīng)力； ——考慮約束彎曲而使應(yīng)力增大的系數(shù)； B——翼緣板寬度。2．1．5下橫梁的截面尺寸及幾何特性強(qiáng)度驗(yàn)算： 將各種載荷作用在門架上引起的下橫梁的彎矩疊加，然后按下式驗(yàn)算其強(qiáng)度，即彎曲應(yīng)力：=式中 ——作用在下橫梁載面的總彎矩； ——驗(yàn)算載面對(duì)軸的載面模數(shù)。扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過答辯 2．1．4支腿危險(xiǎn)載面的強(qiáng)度校核驗(yàn)算： 對(duì)于單主梁箱形結(jié)構(gòu)門架的支腿應(yīng)分別選取幾個(gè)載面進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算： 強(qiáng)度驗(yàn)算式為：式中 ——門架平面，支腿驗(yàn)算載面的最大彎矩； ——支腿平面，支腿驗(yàn)算載面的最大彎矩； ——支腿平面，支腿驗(yàn)算載面的軸向力； 、——驗(yàn)算載面對(duì)軸和軸的載面模數(shù)； ——驗(yàn)算載面的面積。NNNNNNNNNNNN字。對(duì)于每種計(jì)算情況，由于其載荷組合出現(xiàn)的可能性不同，所以在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的許用應(yīng)力值也各不相同。1．5．4對(duì)于主梁和支腿，還應(yīng)考慮非工作狀態(tài)下的載荷組合，這時(shí)大車和小車皆不動(dòng)，空載。 ② 在支腿平面內(nèi)，小車位于跨度端或懸臂端，小車滿載下降制動(dòng)，同時(shí)大車平穩(wěn)制動(dòng)，風(fēng)力平行大車軌道。表 門式起重機(jī)的計(jì)算載荷組合計(jì) 算 構(gòu) 件主 梁支 腿載荷情況及組合IIIIIIIIII門架自重起升載荷——小車慣性力————大車慣性力———大車偏斜