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矩形薄壁管在空间力作用下的强度分析

发布于:2016-04-02 20:12
强度分析

      工程中有些杆件受力是复杂的,其同一截面上存在多种内力。目前,用材料力学方法进行组合变形强度分析的示例中,截面上往往多为平面内力,对于截面上作用空间的内力(6个内力分量)强度分析没有更广泛研究。为了确保杆件在多力作用下工作安全可靠,须对其强度进行分析。如在矩形薄壁管横截面上作用六个内力分量见图,即沿,轴方向的轴力Fx,y轴方向的剪力F7,轴方向的剪力FZ绕,轴转动的扭矩Mx、绕y轴转动的弯矩M7,绕轴转动的弯矩MZ,横截面尺寸见图。为此,本研究要解决的主要问题是,矩形薄壁管横截面上在六个内力分量作用下的应力分布规律、应力状态、危险点的强度分析的研究。
      用材料力学方法对构件强度进行分析,首先由外力分析确定构件变形形式,其次由内力分析确定危险截面位置,但本研究提出是在已知构件横截面上有六个内力分量的情况下,如何确定其危险点位置。这个问题的解决,可以从每个内力单独作用引起应力分布规律来研究,再通过应力叠加原理确定危险点位置。根据图,不难计算出薄壁方管横截面特性指标。
      通过上述分析,四点是平面复杂应力状态,必须借助强度理论分别研究才能得出结论,如应用第三强度理论,。四点强度条件分别为点强度条件:应力又有剪应力。为了进一步确定危险点,必须对上述8个点进行逐一分析。运用材料力学叠加原理可以解决杆件横截面上存在多个内力的强度计算问题,确定危险点的位置。实验表明,横截面危险点确实在a,b,c,d,e,f,g,h等8个点之内。通过理论分析,如上述内力方向不变,危险点只有5个,即b,e,f,g,h等5个点,其强度条件分别由公式表示,当内力发生变化时(即各内力空间方向组合不同),同理可找到相应的危险点并确定出强度条件。虽然工程上杆件横截面同时出现六个内力分量的机会不多,但对其进行理论分析探讨,在结构设计中仍有较高的实用价值。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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