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1、TotalNo.184冶金设备总第184期December2010METALLURGICALEQUIPMENT2010年12月第6期工字梁与箱型梁抗弯强度分析曹文熬赵静一王彪禹娜娜(燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004)摘要工字梁和箱型梁是常见的机械结构。通过对两种梁抗弯强度对比分析,以及每种梁抗弯强度影响因素的对比,可以为梁的设计者选择合适的尺寸提供数据参考。在保证梁强度要求下,减少不必要的材料浪费。关键词工字梁箱型梁抗弯强度影响
2、因素中图分类号TG302TB303文献识别码ABendingStrengthAnalysisofIBeamandBoxBeamCaoWenaoZhaoJingyiWangBiaoYuNana(SchoolofMechanicalEngineering,YanshanUniversity,QinHuangdao066004)ABSTRACTIbeamandboxbeamwascommonMachinerystructure.Byanalyzingbendingstrengthoft
3、wotypeofbeamsandinfluencingfactorsofasinglebeamcomparativelysomedesigndataforreferencecouldbepresentedfordesigners.Savesmaterialundersatisfyingstrengthrequirementofbeam.KEYWORDSIbeamBoxbeamBendingstrengthInfluencingfactors1前言My力=,M是加载的弯矩,y是欲求点到中性I工
4、字梁与箱型梁常见机械结构,在冶金机2械、建筑机械等重型设备中应用较多。人们在设轴的距离,I是惯性矩,由定义Iz=ydA,Iy=计这种结构的车架时,普遍的思路都是凭经验,2MmaxymaxzdA。最危险点的正应力max=,=I尽可能的把梁的各尺寸加大加厚。但实际情况I是:有的尺寸因素对梁的强度影响很小;有的增,ymax是截面上点到中性轴的最大距离;是抗ymax加尺寸没有达到效果;有的尺寸因素对梁的强度[2]Mmax影响很大,尺寸稍微少了点,强度就明显小了许弯截面系数,则max=。在分析结构强度多;
5、更有的是变化不是线性的,与设计者想要的的影响因素时,Mmax看着是定值,显然,越大,结果相距甚远。凭经验很容易带来材料的浪费,max则越小,即抗弯强度越大。在实际之中,梁主或者强度不够。可以充分剩用了EXCEL的公式要受竖直方向的载荷,所以主要考虑z,但有水计算功能,对两种梁的抗弯强度影响因素作计算分析,并使计算结果直观、可读性强[1]。平方向载荷时,需要考虑y。2强度理论3工字梁无论是工字梁还是箱型梁,在承载时主要受如图1所示的工字梁截面示意图,根据材料弯矩,根据材料力学的理论,将产生轴向的正应力
6、学理论工字梁可以推导出工字梁的抗弯截面作者简介:曹文熬,男,1985年出生,燕山大学机械电子工程专业在读硕士研究生,研究方向:机电液控制系统13总第184期冶金设备2010年12月第6期[3]系数:图2腹板厚d为变量的影响情况表2和如图3。表2腹板高h为变量的影响情况3z/cmh/mm增幅比例/%图1工字梁截面示意图1768033BH-(B-d)hz=()/(H/2)197.559012.2412219.5210011.12333
7、(B-d)(H-h)+hdy=()/(B/2)12434.341906.18式中d腹板厚;4602005.90h腹板高;B翼缘宽;706.412904.24H工字梁总高;735.493004.11H-ht翼缘厚,t=。1012.403903.2721044.854003.20从表达式可以看出:腹板厚d,腹板高h,翼结论:腹板高度h越高,抗弯截面系数越大。缘宽B,工字梁总高度H(反映翼缘厚t)都对工字但随着h的增长,z增幅在减少。h以10mm递梁抗弯强度有
8、影响。取一个因素为变量,其余因增,从100mm~200mm,增幅为12%~6%;素为常量,可看出该变量对抗弯截面系数的影响。200mm~300mm,增幅为6%~4%;300mm~3.1腹板厚d为变量400mm,增幅为4%~3.5%。取B=100mm,h=80mm,H=120mm,d为变量,从10mm开始,以2mm递增。对应关系如表1和如图2。表1腹板厚d为变量的影响情况/cm3d/
