闭式机架横梁静不定力矩的柔性转角计算法.pdf

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1、·48·重型机械20l1N0．2闭式机架横梁静不定力矩的柔性转角计算法莫军晓(中冶陕压重工设备有限公司，陕西西安710109)摘要：闭式轧机机架的应力和变形计算首先要进行横梁静不定力矩的求解。本文介绍了一种新的柔性转角闭式机架计算方法。机架的计算模型被修改为：横梁与立柱转角处具有一定角度变形的闭式框架，并非没有角变形的所谓刚架。计算数据结果表明，本方法比传统的材料力学方法更精确，更接近有限元法(FEM)的计算结果。关键词：静不定力矩；转角变形量；柔性框架中图分类号：TG333．11文献标识码：A文章编号：1001—196X(2011)0

2、2—0048—04FlexiblecornercalculationmethodofstaticallyindeterminatemomentofclosedtypehousingseparatorM0Jun—xiao(MCC—SFREHeavyIndustryEquipmentCo．，Ltd．，Xi’an710109，China)Abstract：Duringcalculationofstressanddeformationoftheclosedtypemillhousing，first，thestaticallyin—determi

3、natemomentofthehousingseparatorshallbesubjecttosolution．Thepaperadoptsflexiblecomercal—eulation．Thehousingmodelisnotthecommonrigidframewithoutangulardeformation，itistheclosedtypeframewithcertainangulardistortionatthecomerbetweenhousingseparatorandstandcolumn，thecalculati

4、onresultshowsthatmethodismorepreciseandmoreclosetotheFEMcalculationresultcomparedwithtraditionalmethodinmechanicsofmaterials．Keywords：staticallyindeterminatemoment；cornerdeformation；flexibleframe不定力矩的函数表达式。l刖吾本方法经过实例检验，计算数值结果有足够用材料力学方法计算闭式机架横梁的静不高的精度，并且避免了冗长的数值运算，可以作定力矩时

5、，由于对机架建立的矩形自由框架模为建立更复杂控制模型的基础工具。型假设机架横梁与立柱转角处是刚性的¨，2柔性转角计算法忽略了机架转角处的变形，计算结果偏离实际情况。计算上横梁中部的静不定力矩时，因方法本文提出一种柔性转角计算法。考虑机架横的差别而导致不同的结果，但是当静不定力矩梁与立柱转角处存在的角变形，并利用该角变形数值求解出来后，其他诸如各个特征点的应与所受弯矩的关系，求出横梁静不定力矩和角变力、应变和位移的计算过程，各种计算方法则形的关系，进而通过卡氏定理求解，得出横梁静大致相同。本方法认为机架转角处存在附加的、相对的转角变形，并

6、且是可以计算出来的。收稿日期：2011一O1—18；修订日期：2011—01—29作者简介：莫军晓(1964一)，男，中冶陕压重工设备有限公司转角变形量的大小和立柱上的力矩直接相高级工程师。关，呈线性正比例关系。转角变形量由四个部分20llNo．2重型机械·49·组成，分别是力矩对上横梁、立柱上部、立柱下部、下横梁产生的变形。对应的变形值分别用”””04一(一M1)爱=o0、0、0，和0表示，如图1所示。(5)式中，为任意截面的惯性力矩；Y为轧制力相对于任意截面的力臂；为任意截面上机架中性)墨线长度。曲匡至、，；翼奏至奏—至妻粱弯曲变形

7、至耋至耋至塞图1横梁与立柱转角处变形分解示意图至耋至耋至耋蚕奏兰室至将机架横梁看作纯弯曲梁，受弯后的转角和善奏至重毒受弯时的中性层曲率半径分别用下式计算。耵¨=2an乏图2矩形自由框架弯曲力矩图EIP—M—通常取，=13，另外运用近似计算arcsinx—式中，z为弯曲梁长度；0为弯曲梁受弯后的转，式(5)进一步表达为角，即角变形量；P为弯曲梁中性层曲率半径；(R_￡一E为材料弹性横量；，为惯性力矩；M为弯曲梁MI)(号+丢)一(y一，)一dx=一-=．。．(6)的弯矩。一■一通过合并整理得上、下横梁和立柱上、下部都可以看作特殊形式的纯弯

8、曲梁，呈倒三角形布置，其弯曲变形是由纵向平行侧面构成的长方体纯弯曲梁的二分鬻(7)之一，因而转角变形量也相应减半。dx(+L2dxL1L2arc(1)==十arcsin(2)04=arcsin㈩等终}Ill