轴向载荷作用下H形悬臂梁稳定性能研究.pdf

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1、·36·重型机械2016NO．5轴向载荷作用下H形悬臂梁稳定性能研究王文浩，苟文选，杨帆，闰五柱(1．西北工业大学力学与土木建筑学院，陕西西安710129；2．太原科技大学机械工程学院，山西太原030024)摘要：受压的H形截面梁或柱是机械设备中普遍采用的结构构件，对其承载力的准确预测有重要的意义。本文采用解析法和有限元分析方法，分别计算了屈曲临界载荷和考虑初始缺陷的后屈曲承载力。通过分析得出主要结论：第一，考虑初始缺陷的后屈曲分析结果比较接近实际情况，与不考虑初始缺陷的临界载荷相比更接近规范计算值。第二，

2、适用于欧拉公式的细长压杆屈曲后强度不会提高，因此屈曲后强度不能提供安全储备。第三，有限元解与规范计算值的差别是由于规范值考虑了安全系数。本文得出的结论可供机械工程设计人员参考。关键词：悬臂梁；屈曲；后屈曲中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：1001—196X(2016)05—0036—06ResearchonstabilityofH-sectioncantileverbeamunberaxialloadWANGWen．hao，GOUWen．xuan，YANGFan，YANWu．zhu(1．Scho

3、olofMechanics，CivilEngineeringandArchitecture，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，TaiyuanUniversityofScienceandTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：CompressedH—sectionbeamsorcolumnsarewidelyusedasstructu

4、remembersofmechanicalequip—ment，andSOitisveryimportantthatpreciselyforecastitsbeatingcapacity．Inthispaper，thecriticalbucklingloadandthepost-bucklingbearingcapacityconsideringinitialimperfectionwascalculatedbyanalyticmethodandfiniteelementmethod(FEM)．Byanal

5、ysisthemainconclusionisasfollows：firstly，theresuhofpost—bucklingconsideringinitialimperfectionisclosertorealityconditionthancriticalbucklingloadwhichisnotconsideringinitialimperfection；secondly，thepost—bucklingbeatingcapacityofslendercompressionmembermeeti

6、ngconditionsofEulerformulaisnotincreased，andthereforethepost—bucklingbearingcapacitycannotprovideenoughmarginofstrength；lastly，discrepanciesbetweenFEMresultsandcoderesultsarethatthelattertakesaccountthecoefficientsofsafety．Keywords：cantileverbeam；buckling；

7、post—buckling起重机主梁，桁架式起重机上下弦杆，门式起重0前言机支腿以及振动设备底座等。其中H形截面H形梁、柱和工字形梁结构广泛应用于重型由于沿两主轴方向的截面抗弯模量比较接近，主机械行业中⋯，如龙门架、架桥机、塔式起重要用于受压构件和沿两个主轴平面受弯的构件；机、桅杆起重机以及轨道的主要结构部件，桥式工字形截面由于截面较高，一般仅用于在其腹板平面内受弯的构件。然而在实际工程中，纯粹的收稿日期：2016—05一10；修订日期：2016—06—15基金项目：山西省自然科学基金(2013011022

8、—6)受压或者受弯构件是很少见的，因此工字梁也有作者简介：王文浩(1976一)，男，讲师，博士研究生，研究方受压的要求。作为机械工程主要结构的受压梁和向：先进材料与结构的力学行为，机械设计等。2016NO．5重型机械·37·柱主要工作在弹性阶段，因此基于线弹性理论的目前预测构件屈曲载荷及后屈曲强度这类问受压杆屈曲临界载荷分析比较常见，基于大变形题的方法主要有解析法和数值法。解析方法包括理论的几何非线性和材料非线性