板簧前吊耳强度计算分析报告
钢板弹簧行驶不能断裂(前板簧强度校核计算)
项目 输入参数 车轮静止力半径 前桥一级落差 后轮中心到弹簧座距离 前簧总片高
单位
cm cm cm cm
后簧总片高
cm
整车质心高度
M
前桥非簧载质量
n
后桥非簧载质量
n
前桥超载质量
n
后桥超载质量
n
前桥满载质量
n
后桥满载质量
n
后桥空载负荷
n
前轴空载负荷
n
轴距m
M
地面附着系数
弹性模量
N/mm2
前桥超载簧下载荷
结果
35.7 6 6.7 6.8
8
落差6.7斜垫板厚2.0 簧高11、斜垫板2.09
0.98 200 300
2355 4140 1597 2033 1005
1275
2.6 0.7
20580000.00
21119.00 37632.00 13970.00 38400.00 10535.00 6909.00
N
后桥超载簧下载荷
N
前桥满载簧下载荷
N
后桥满载簧下载荷
N
前桥空载簧下载荷
N
后桥空载簧下载荷
N
二、前板簧计算
1、前板簧计算输入参数
板簧规格表示
主片数
n1
副片数
n2
符号 Rc m1 m2 ∑h1 ∑h2 hg Gu1 Gu2 G1 G2 G1 G2
m2 m1 L ф
E
单面槽截面1300x75x9-6(2)g
T1+(P1d×La＋T1×ha)×sinβ/((hb －ha）×sinβ＋(La＋Lb)cosβ)
吊耳满载时夹角（°）
β
吊耳强度计算书
3.2吊耳强度校验
3.2.1正应力
将P=35169N，Fmin=80×25mm2=2000mm2，代入公式
…………………………………………（2）
得σ=17.6Mpa
σ=17.6Mpa﹤[σ]=108.3Mpa
3.2.2切应力
将P=35169N，Amin=150×25mm2=3750mm2，代入公式 …………………………………………（3）
计算
结论
1.原始数据：
1.1最大起吊重量：4780kg
1.2吊耳数量和分布：2只对称分布
1.3吊耳尺寸及焊接方式，见图1
1.4吊耳材质：20钢
1.5吊耳的抗拉强度：σb=410Mpa
2.计算公式
2.1吊耳的允许负荷计算公式：
…………………………………………………（1）
式中：P吊耳允许负荷（N）
D起重量(包括工艺加强材料)（N）
图1
图2
C不均匀受力系数C＝1.5～2
n同时受力的吊耳数，n=2
2.2吊耳的强度校验公式
…………………………………………（2）
…………………………………………（3）
式中： 垂直于P力方向的最小截面积(毫米2)
平行于P力方向的最小截面积(毫米2)
[]材料许用正应力， (牛/毫米2，即兆帕)，[]=325/3Mpa=108.3Mpa
计算
结论
得τ=9.4Mpa
τ=9.4Mpa﹤[τ]=65Mpa
所以，吊耳强度满足要求。
3.3吊耳的焊缝强度校核
如图1和图2所示，将D=46892N， ×8=5.7mm，∑l=（110×2+25）×2=490mm,代入公式 ，
计算得τh=16.8Mpa
钢板吊耳有关计算
附件二：钢板吊耳有关计算本工程吊耳材料采用Q235B钢，按《钢结构设计规范》GB50017-2003对应的钢材板厚强度设计值(N/mm2)，取抗拉、抗压、抗弯值［σ］=205, 抗剪值［τ］=120 。
吊耳采用坡口熔透焊，角焊缝取抗拉、抗压、抗弯值［σ1］=160。
一、翻转吊耳：支承段吊耳按2只翻转吊耳计算。
钢煤斗支承段总重14.59吨，约等于143000N.A.吊耳的允许负荷吊耳的允许负荷按下式计算：P=CN/n= 1.2*143000/2=85800(N)式中： P −吊耳允许负荷N −荷载C −不均匀受力系数（一般取值在1.1~1.3之间）n −同时受力的吊耳数B.拉应力计算如图所示，拉应力的最不利位置在A－A断面，其强度计算公式为：σ＝N*D／S1=71500*1.2/7500=11.44 ≤［σ］/K=205/2.8=73.2 合格式中：σ――拉应力N――荷载（14300N/2=71500N)D――动载系数（一般取值在1.1~1.3之间）S1――A-A断面处的截面积［σ］――钢材允许拉应力k――钢材允许拉应力系数（一般取2.5~3.0）C. 剪应力计算如图所示，剪应力的最不利位置在B－B断面，其强度计算公式为：τ＝ N*D／S2=71500*1.2/2700=31.78≤［τ］/K=120/2.5=48 合格式中：τ――剪应力N――荷载（14300N/2=71500N)D――动载系数（一般取值在1.1~1.3之间）S2――B-B断面处的截面积［τ］――钢材允许剪应力k――钢材允许拉剪应力系数（一般取2.5~3.0）D.局部挤压应力计算如图所示，局部挤压应力的最不利位置在吊耳与销轴的结合处，其强度计算公式为：σcj＝N*D／（t×d）=71500*1.2/（30×35.1）=81.48≤［σcj］/2.5=205 /2.5=82 合格式中：σcj――局部挤压应力N――荷载（14300N/2=71500N)t――吊耳厚度D――动载系数（一般取值在1.1~1.3之间）d――销轴直径（13.5t卸扣，销轴直径35.1mm）［σcj］――钢材允许压应力k――钢材允许拉应力系数（一般取2.5~3.0）E.焊缝计算P＝N*D／LW×h =71500*1.5/(800-42)×21 =6.74≤［σ1］/K=160/2.8=57.1式中：P――焊缝应力N――荷载D――动载系数（一般取值在1.3~1.5之间）LW――焊缝长度(一般取焊缝周长，减去2倍焊缝高度）h――焊缝高度(取30mm钢板的0.7倍）［σ1］――焊缝允许应力k――焊缝允许应力系数（一般取2.5~3.0）注：以上许用应力数据采自《钢结构设计规范》GB50017-2003.二：提升吊耳：顶盖、直筒段共重31.87t，约等于312326N。
吊耳强度计算书
n同时受力的吊耳数，n=2
吊耳的强度校验公式
…………………………………………（2）
…………………………………………（3）
式中： 垂直于P力方向的最小截面积(毫米2)
平行于P力方向的最小截面积(毫米2)
[]材料许用正应力， (牛/毫米2，即兆帕)，[]=325/3Mpa=
[τ]-材料的许用切应力， =65（Mpa）
我们只按a）情况进行计算。公式如下：
………………………………………………（5）
式中：D-作用于吊耳上的垂直拉力（N）；
a-焊缝宽度尺寸，如图2所示，
∑lห้องสมุดไป่ตู้焊缝总长度，mm
[τh]-焊缝许用切应力（N/mm2），[τh]=σb=
3.计算
吊耳的允许负荷计算
将D=4780×
……………………………………………………（1）
吊耳强度计算书
计算
结论
1.原始数据：
最大起吊重量：4780kg
吊耳数量和分布：2只对称分布
吊耳尺寸及焊接方式，见图1
吊耳材质：20钢
吊耳的抗拉强度：σb=410Mpa
2.计算公式
吊耳的允许负荷计算公式：
…………………………………………………（1）
式中：P吊耳允许负荷（N）
D起重量(包括工艺加强材料)（N）
K安全系数，一般取K＝～
钢材的屈服极限，按选用的钢材厚度取值。
计算
1.吊耳强度
吊耳正应力：
σ=﹤[σ]=
吊耳切应力：
τ=﹤[τ]=65Mpa
所以吊耳强度满足要求。
2.吊耳焊缝强度
τh=﹤
[τh]=
所以，吊耳焊缝强度满足要求。
作业指导书吊耳强度计算
1 吊耳设计1.1水冷壁吊耳设计根据本期工程的水冷壁吊装样式，共设计两种水冷壁吊装吊耳形式：第一种吊耳为前墙、侧墙上段带辅射再热器的水冷壁管屏、折焰角组件的吊耳；第二种吊耳为侧墙上段中后组件、前后墙冷灰斗组件、侧墙下段中间组件等处的吊耳；第三种为其它组件重量在6吨以下的水冷壁组件、角部管屏及其它小型散件的吊耳。
下面分别进行设计计算。
第一种形式吊耳设计：通过统计此类吊装组件的重量，其中最重件为30222kg，依据吊装形式确定，此类组件共设六个吊点,其中上方两个吊点为水冷壁的上集箱，下部四个吊点焊接于水冷壁的鳍片上，每个吊点所受的最大拉力为10吨，下面按此值进行设计。
考虑吊装时的1.1倍动载系数，每个吊板的设计受力为：F=1.1×10000/2=5500kgf通过计算分析，此种形式吊装吊耳采用厚度为δ=8mm钢板，与水冷壁鳍片的焊缝高度为5mm，不但减少了与水冷壁的焊接工程量而且其强度满足安全吊装的需要。
B第二种形式吊耳设计：通过对此类组件重量的统计，其中最重件为29700kg，依据吊装形式确定，此类组件共设四个吊点,分别设置在组件的上部和下部，采用在水冷壁鳍片上切割开孔的方法设置吊耳，下面每个吊点所受的最大拉力为10吨进行设计。
考虑吊装时的1.1倍动载系数，每个吊板的设计受力为：F=1.1×10000/2=5500kgfA-A截面的强度校核：(同第一种)B-O截面的强度校核：(同第一种)焊缝的强度校核：（反面支撑筋板）τ=11000/（12×0.6×0.7×0.9×8）=303kgf/cm 2＜[τ] 吊装用销轴强度校核：（同第一种）通过计算分析，此种形式吊装吊耳采用厚度为δ=8mm 钢板，与水冷壁鳍片的焊缝高度为5mm ，不但减少了与水冷壁的焊接工程量而且其强度满足安全吊装的需要。
B第三种形式吊耳设计：通过对较轻重量组件的统计，依据吊装形式确定，此类组件共设四个吊点,分别设置在组件的上部和下部，采用在水冷壁鳍片上切割开孔的方法设置吊耳，下面每个吊点所受的最大拉力为3吨进行设计。
2021年吊耳强度计算介绍模板
[τ]-材料的许用切应力， =65（Mpa）
K安全系数，一般取K＝2.5～3.0
钢材的屈服极限，按选用的钢材厚度取值。
计算
1.吊耳强度
吊耳正应力：
σ=17.6Mpa﹤[σ]=108.3Mpa
吊耳切应力：
τ=9.4Mpa﹤[τ]=65Mpa
计算
结论
得τ=9.4Mpa
τ=9.4Mpa﹤[τ]=65Mpa
所以，吊耳强度满足要求。
3.3吊耳的焊缝强度校核
如图1和图2所示，将D=46892N， ×8=5.7mm，∑l=（110×2+25）×2=490mm,代入公式 ，
计算得 τh=16.8Mpa
τh=16.8Mpa﹤[τh]=73.8Mpa
所以，吊耳焊缝强度满足要求。
我们只按a）情况进行计算。公式如下：
………………………………………………（5）
式中：D-作用于吊耳上的垂直拉力（N）；
a-焊缝宽度尺寸，如图2所示，
∑l-焊缝总长度，mm
[τh]-焊缝许用切应力（N/mm²），[τh]=0.18σb=73.8Mpa
3.计算
3.1吊耳的允许负荷计算
将D=4780×9.81N=46892N，C=1.5.N=2代入公式
式中： P吊耳允许负荷（N）
D起重量(包括工艺加强材料)（N）
C不均匀受力系数 C＝1.5～2
n同时受力的吊耳数，n=2
2.2吊耳的强度校验公式
2.2.1正应力
…………………………………………（2）
2.2.2切应力
…………………………………………（3）
式中： 垂直于P力方向的最小截面积(毫米2)
前钢板弹簧吊耳加工工艺过程计算
前钢板弹簧吊耳加工工艺过程计算
前钢板弹簧吊耳的加工工艺过程计算如下：
1. 材料准备：根据设计要求，选择合适的钢材，并进行切割或切割成需要的尺寸和形状。
2. 缩径：将钢材端面缩径到设计要求的直径。
3. 卷制弹簧圈数计算：根据设计要求和钢材弹性模量等参数计算出所需卷制弹簧的圈数。
4. 张力计算：根据设计要求和弹簧圈数计算出所需的张力。
5. 弯曲加工：在卷制弹簧的同时，对吊耳部分进行弯曲加工，并通过计算确定所需的角度和圆心位置。
6. 尾部打扁：根据设计要求，在弹簧的末端打扁。
7. 清洗：对加工后的弹簧进行清洗和除油处理。
8. 表面处理：根据需要，对弹簧表面进行镀铬、喷涂等处理。
9. 检验：对加工好的弹簧吊耳进行检验，确保其符合设计要求和质量标准。
以上是前钢板弹簧吊耳加工工艺过程计算的一般步骤，具体加工过程可根据不同的设计要求和实际情况进行适当调整。
直立设备板式吊耳强度计算
第 )) 卷 第 # 期 !""# 年 ( 月 （!""#） 文章编号：%"""$(#’’ "#$""#&$"!
石 油 化 工 设 备 <=*T;$>U=P9>.? =+09<P=:*
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尾部吊耳结构及尺寸见图 0， 其承受载荷 "9 " !! " " # ! "$ 。 232 截面上的切应力为 #%$ " ! "9 ) ］ ， 校核条件为 #%: 5 $6! ［ ’（ 。 截面上 " % ( % # +） ! 737 ］ ， 校核条件为 "%: 5 的拉应力"%$ " "9 ［ ) ’（ % (% # +） 。尾 部 吊 耳 焊 缝 所 受 的 拉 应 力 ";$ " "9 ) $6/ " ! （! ,( % ， 校核条件为";$ 5 $6/ $） "%。
图 . 垂直状态吊耳 应力校核图
#
结语 在直立设备的吊装过程中， 吊耳与壳体连接处
的局部应力可按 <=83$>9 方法计算。此外还要考 虑设备整体的抗弯强度及起吊时裙座基础环板的强 度， 要综合考虑各因素才能确保在吊装及使用过程 中吊耳和设备不被破坏。
参考文献：
设备吊耳 ［C］ ［$］ ?@ ) A !$/9. # B.， 1 （张编）
吊耳强度校核
一、钢材强度设计值确定查表得：件1抗拉、抗弯强度设计值f 为265MPa ，抗剪强度设计值v f 为155MPa ；件2抗拉、抗弯强度设计值f 为295MPa ，抗剪强度设计值v f 为170MPa 。
取材料安全系数为n 为1.5。
则：件1的抗拉、抗弯许用应力为n f =][σ=176.7MPa ，抗剪许用应力3][v f =τ= 59MPa ， 件2的抗拉、抗弯许用应力为n f =][σ=196.7MPa ，抗剪许用应力3][v f =τ= 98MPa 。
二、板梁受力分析图1 板梁受力分析图如图1所示，每股钢丝绳拉力为F1=F2=F3=F4=G/4cos θ，G 为板梁重量。
三、吊耳加强板之间焊缝强度计算焊缝面积：h l A w ⋅⋅=δ2其中w l 为焊缝计算长度，一般为设计长度减去1cm ，δ为焊缝宽度，h 为焊缝折减系数，角焊缝取h =0.7。
焊缝应力θδδσcos 1642⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅=h l G k h l F k A F k w w ，取起吊时冲击系数k 为2，若计算所得焊缝应力σ＜][σ，][τ，则吊耳满足强度要求。
四、危险截面参数的确定 危险截面图2 吊耳危险截面示意图若吊耳加强板之间焊缝强度满足要求，则可确定吊耳危险截面。
如图2所示，吊耳危险面截面参数：S=（106×40+2×60×20）×2=13280mm 2五、吊耳抗拉、抗剪强度计算当θ=θmax 时，F=F max ，故吊耳承受最大应力σmax = k ·F max /S= kG/4Scos θ，取起吊时冲击系数k 为2，若吊耳承受最大应力σmax ＜吊耳许用应力][σ，][τ，则吊耳满足强度要求。
六、吊耳与板梁之间焊缝强度计算焊缝面积：h l A w ⋅⋅=δ2其中w l 为焊缝计算长度，一般为设计长度减去1cm ，δ为焊缝宽度，h 为焊缝折减系数，角焊缝取h =0.7。
浅谈板式吊耳应力计算及校核
浅谈板式吊耳应力计算及校核摘要：根据规范对某钢梁吊装的板式吊耳进行设计，结合实际情况，采用了简化有限元分析法建模计算。
对不同的结果分析,比较各个的差异，指出计算的特点与不足，最后提出板式吊耳的设计建议。
关键词：吊耳计算拉曼公式有限元分析吊耳在钢结构制作安装过程中有着广泛的应用，其局部的强度直接影响到连接的安全，对吊装的顺利完成起关键作用。
常用的吊耳形式分为板式与管轴式，其中板式吊耳运用的更广泛。
但目前现行的规范上对于板式吊耳没有明确的设计参数，容易产生安全隐患。
本文通过结合实例，对板式吊耳常用的计算方法进行总结分析，为类似板式吊耳设计提供参考。
1.案例概况某钢结构桥梁跨度为54米，吊装总重量为171吨。
根据钢梁的结构形式确定使用4点吊装，吊耳设置在钢梁1/3处，材质为Q345B。
卸扣采用85t级，其销轴直径为85mm。
吊耳尺寸及钢丝绳、销轴、吊耳的相对关系如图1～图5所示。
图1 吊耳正视图图2吊耳侧视图图3吊耳俯视图图4吊装正视图图5 吊装时销轴与吊耳关系1.经验公式计算首先根据《钢结构设计规范》，对吊耳的截面与局部承压应力进行强度校核，如图6所示，a-b截面为抗拉主控，c-d截面为抗剪主控。
参照《石油化工大型设备吊装工程规范》，取动载系数为1.4。
计图6 吊耳不利处示意图算过程如下：（总拉力P=690KN，吊耳板，补强板，耳孔半径r=60mm，吊耳半径R1=200mm，补强板半径R2=140mm）：a -b截面:解得 33MPa , =265MPa，满足要求。
c-d截面:解图7 吊耳承压示意图得 65MPa， =155MPa，满足要求。
吊耳的承压应力出现在销轴与吊耳接触面上，如图7所示，则：，d为销轴的直径；解得 =107MPa， =1.4=371MPa，满足要求。
从结果可知，最不利为c-d截面抗剪，应力比为0.42。
虽然所有应力都满足要求，但笔者认为经验公式只是规范上螺栓校核公式的衍生，有两点未考虑：1、理论上吊耳和销轴是通过面接触来传递荷载的，但实际上吊耳受载后接触部位产生了局部的塑性变形从而形成了较小的接触面，使得局部应力很大，远离接触面的应力会急剧下降，应力分布图应如图8所示。
第Ⅱ重量级吊耳结构强度计算分析
第Ⅱ重量级吊耳结构强度计算分析付凡1,谢子文2,林海彬2,朱照阳2(1.空军装备部驻南昌地区军事代表室,江西南昌,330024;2.航空工业洪都,江西南昌,330024)要:针对GJB1C中第Ⅱ重量级吊耳结构模型，建立相应的有限元模型，在规定的180000N下，结合材料塑性参数进行强度计算与分析，结果显示有限元模型应力过大，有限元结果要求。
此时结合工程计算方法对吊耳结构进行计算，结果能满足180000N的载荷要求。
关键词:第Ⅱ重量级吊耳；有限元计算；强度分析Strength Calculation and Analysis of the Second Heavyweight Suspension LugFu Fan1,Xie Ziwen2,Lin Haibin2,Zhu Zhaoyang2(itary Representative Office of Air Force Equipment Department in Nanchang District,Jiangxi Nanchang,330024;2.AVIC Hongdu，Jiangxi Nanchang,330024)Abstract:According to the structural model of the second heavyweight suspension lug in GJB1C,thecorresponding finite element model is established,and the strength is calculated and analyzed under thespecified normal tension load of180000N in combination with the material plastic parameters.The resultsshow that the stress of the finite element model is too large,and the finite element results do not meet the requirements of the material.At this time,combined with engineering calculationthe suspension lug structure,the results can meet the load requirements of180000N.Second heavyweight suspension lug;Finite element calculation;Strength analysis0引言机载悬挂结构一般采用滑块或吊耳连接,滑块结构一般用于小直径、轻质量机载悬挂物,而吊耳结构一般用于大直径、重质量机载悬挂物。
顶部板式吊耳计算HGT 20574-2018
设计条件吊耳板材料Q235B 吊耳数量n2个吊耳板材料标准室温屈服强度ReL 225MPa 设备吊装质量W L4000Kg 吊耳板材料弹性模量E 201000MPa吊索张角，吊索与竖直方向的夹角α30°吊耳板厚度S 24mm 销轴直径d r74mm 吊耳垫板厚度S 112mm 设置吊耳处的封头或筒节名义厚度减去材料厚度负偏差δ11.7mm 吊耳垫板宽度H TP 200mm 角焊缝系数，φa取0.70.7吊耳板高度L 140mm 吊耳材料泊松比ν取0.30.3设备总高度L t10000mm 系揽环板厚度S 210mm 设备重心到设备底部距离L G 5000mm 系揽环板外直径D 1160mm吊耳垫板长度L TP 400mm 吊耳板外圆半径R95mm 角焊缝计算厚度，当有垫板时，h取0.56S 1和0.7δ中的小者 6.72mm 吊耳板外圆切点半径方位角β20°角焊缝计算厚度，当无垫板时，h取0.7δ8.19mm 吊耳孔直径D 80mm [σhz ]—吊耳材料的许用挤压应力，取2R eL 450MPa 动载荷系数K d 1.2[σ]—吊耳材料的许用拉应力，取R eL /1.6140.625MPa 不平衡系数K u1.125[τ]—吊耳材料的许用剪应力，取0.6[σ]84.375MPa重力加速度g9.81m/s 2一、吊孔挤压应力校核综合影响系数 K=K d ×K u1.35单个吊耳吊装设计的有限质量W=W L /n 2000Kg 设备卧置时计算载荷13243.5N 设备卧置时吊索载荷F L = F V /cosα15292.28N 设备竖直时计算载荷F V =KWg26487N 设备竖直时吊索载荷F L = F V /cosα30584.55N 吊耳的挤压应力（无系揽环板）σhz (MPa)卧置时竖直时吊耳的挤压应力（有系揽环板）σhz (MPa)卧置时竖直时212.927301.1242157.257222.395合格合格合格合格二、吊耳头部强度校核横向计算载荷F h =F v tanα （设备卧置时）7646.1383N 横向计算载荷F h =F v tanα （设备竖直时）15292.277N 拉应力（无系揽环板）σL ，MPa卧置时竖直时拉应力（有系揽环板）σL ，MPa 卧置时竖直时5.79252911.585063.6066697.213338合格合格合格合格剪应力（无系揽环板）τL ，MPa卧置时竖直时剪应力（有系揽环板）τL ，MPa 卧置时竖直时5.79252911.58506 3.6066697.213338合格合格合格合格系揽环板焊接接头剪应力τP ，MPa卧置时竖直时2.1771464.354293合格合格三、吊耳板与垫板或封头连接处校核1、设备为卧置状态时2、设备为竖直状态时剪应力τS ，MPa拉应力σe ，MPa2.9932202MPa 5.184409MPa 合格合格吊索载荷引起的弯曲应力，σbs ，MPa剪应力，τe ，MPa8.2678724MPa 2.99322MPa 合格合格组合应力，σcs ，MPa横向载荷引起的弯曲应力，σbe ，MPa8.7930132MPa 8.267872MPa 合格合格组合应力，σce ，MPa13.78126MPa 合格1、设备为卧置状态时2、设备为竖直状态时剪应力，τps ，MPa拉应力σpe ，MPa6.2322725MPa 10.79461MPa 合格合格吊索载荷引起的弯曲应力，σpbs ，MPa剪应力，τpe ，MPa22.505289MPa 6.232272MPa 合格合格组合应力，σpcs ，MPa横向载荷引起的弯曲应力，σpbe ，MPaMPaMPa MPaMPaMPa顶部板式吊耳计算（按HG/T 21574-2018编制）MPaMPaMPaMPaMPaMPaMPa四、无垫板时，吊耳板与封头连接角焊缝强度校核MPaMPaMPaMPaMPaMPa23.352286MPa 22.50529MPa 合格合格组合应力，σpce ，MPa33.87809MPa 合格1、设备为卧置状态时2、设备为竖直状态时剪应力，τps ，MPa拉应力σpe ，MPa2.7090909MPa 4.692283MPa 合格合格吊索载荷引起的弯曲应力，σpbs ，MPa剪应力，τpe ，MPa3.4134546MPa 2.709091MPa 合格合格组合应力，σpcs ，MPa横向载荷引起的弯曲应力，σpbe ，MPa4.3578488MPa 3.413455MPa 合格合格组合应力，σpce ，MPa8.546471MPa 合格编制：2022/1/7 20:05MPaMPaMPaMPa五、有垫板时，垫板与封头连接角焊缝强度校核MPaMPaMPaMPaMPaMPa。
吊耳受力及强度验算.
吊耳受力及强度验算.1. 吊耳受力及强度验算油醇分离器均无吊耳如用捆绑方法吊装,吊装难度大、费时、费工,且不经济。
现用60mm厚的钢板组焊吊耳,用8根设备大盖螺栓固定在顶端筒部上。
现根据设备装配图。
进行吊耳受力及强度验算。
1.1受力验算1.1.1设备重量P'=Q'-Q1-Q2-Q3-Q4=106.7-0.338-23.023-2.351-0.326=80.662t Q'——厂方给定设备重量Q'=106.7tQ1——油罐环重Q1=0.338tQ2——大盖重Q2=23.023tQ3——主螺柱Q3=2.351tQ4——主螺母Q4=0.326t1.1.2 计算重量P=(P'+g*K*K1 =(80.662+2.5×1.1×1.1=106.3t g——索具重g=2.5tK——动载系数取K=1.1K1——不均衡系数取K1=1.11.1.3 吊装时每根螺栓受力P1=P/n=106.3/8=13.29tn——吊装时使用螺栓根数n=8根1.1.4 按设计压力推算每根螺栓受力设备设计压力N=16Mpa,设备大盖受压面直径d2=22cm大盖螺栓36根,螺栓最小断面d1=9.7cmP2=(πd2/4*N÷36=(π*2202/4×160÷36=168947Kg按设计压力推算每根螺栓受力168.947t,大于吊装时每根螺栓受力13.29t,安全。
2. 螺栓抗剪验算2.1 每根螺栓永受剪力σ=50/8=6.25t2.2 每根螺栓断面积F=πd2/4=π*9.72/4=73.898cm22.3 螺栓剪应力τ=σ/F=6250÷73.898=84.6Kg/cm2安全3. 吊耳强度验算3.1 吊耳受力吊装时使用4个吊耳。
P"=P/4=106.3÷4=26.6t3.2 3-4断面σ=〔P"(4R2+d2〕÷〔δ*d(4R2-d2〕=〔26600×(4×152+10.82〕÷〔6×10.8×(4×152-10.82〕=533Kg/cm23.3 1-1 断面σ1= P"/〔(20-10.8×6〕=26600÷〔(20-10.8×6〕=481Kg/cm2 3.4 耳板弯矩M=P*L/4=26600×44.28÷4=294462Kg·cm3.5 吊耳断面系数ψ=6×43.52÷6=1892cm23.6 弯应力σ=M/ψ=294462÷1892=155 Kg/cm23.7 耳板许用应力耳板杆质A3钢板厚60mm,属第三组,其屈服限σs=2200 Kg/cm2,取安全系数n=1.8〔σ〕=σs/n=2200÷1.8=1222 Kg/cm2〔σ〕>σ安全4. 耳板焊缝受力及强度验算4.1 支点受力(焊缝受力N'= P''/2=26.6÷2=13.3t4.2 焊缝弯矩M= N'×12=13300×12=159600 Kg·cm4.3 断面积F=2×0.7×h×L=2×0.7×1×43.5=60.9cm2h ——焊缝高h=10mmL ——焊缝长L=435mm4.4 焊缝断面系数ψ=2×(0.7hL2/6=2×(0.7×1×43.52÷6=441m3 4.5 弯应力σM=M/ψ=159600÷441=363 Kg/cm24.6 剪应力τ=N'/F=13300÷60.9=218 Kg/cm24.7 组合应力τ'=(σm2+3τ21/2=(3622+321821/2=503 Kg/cm2贴角焊缝、坑弯剪许应力套表〔σz〕=1200 Kg/cm2>σ523 Kg/cm2 安全。
吊耳强度核算(拉曼公式)
吊耳强度核算(拉曼公式)
d 为轴孔即吊耳孔内径; d1 为吊轴直径。
因为在众多的钢结
构中, 吊轴基本一直安装在轴孔内, 乃至与吊耳板固定, 作为改
变传力方式或改善传力状态的一个部件, 因此能够而且最好做到
Δ≤0、02d, 以使吊轴与轴孔能全弧面接触, 充分发挥材料的力
学性能。
而作为构件的吊耳板时, 又往往是为起吊、运输时安装
吊杆、卸扣所用, 吊轴多次插入、拔出轴孔,而且作业环境较恶劣, 如仍要求Δ≤0、02d, 则操作相当困难, 如果加工误差较大, 往
往造成吊轴无法插入轴孔, 或因吊轴、轴孔变形, 吊轴无法拔
出。
因此, 实际应用中, 经常是Δ≈0、2~0、4d>>0、02d, 以方
便吊轴的插拔。
因接触情况发生了较大变化, 以上公式也就不能
直接引用, 必须切实考虑实际情况, （1）式中：k板孔壁承压应力，MPa；P板孔壁厚度，mm；d吊耳板外缘有效半径，mm；r吊耳板材料抗剪强度设计值，N/mm2；
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吊耳强度计算书
计算结论1.原始数据：1.1 最大起吊重量：4780kg1.2 吊耳数量和分布：2只对称分布1.3 吊耳尺寸及焊接方式，见图11.4 吊耳材质：20钢1.5 吊耳的抗拉强度：σb=410Mpa2. 计算公式2.1 吊耳的允许负荷计算公式： (1)式中： P 吊耳允许负荷（N）D 起重量(包括工艺加强材料)（N）C 不均匀受力系数 C＝1.5～2n 同时受力的吊耳数，n=22.2 吊耳的强度校验公式2.2.1正应力 (2)2.2.2切应力 (3)式中：垂直于P力方向的最小截面积(毫米2)平行于P力方向的最小截面积(毫米2)[] 材料许用正应力，1.吊耳强度吊耳正应力：σ=17.6Mpa﹤[σ]=108.3Mpa吊耳切应力：τ=9.4Mpa﹤[τ]=65Mpa所以吊耳强度满足要求。
2.吊耳焊缝强度τh=16.8Mpa﹤[τh]=73.8Mpa所以，吊耳焊缝强度满足要求。
结论(牛/毫米2 ，即兆帕)，[]=325/3Mpa=108.3Mpa[τ]-材料的许用切应力，=65（Mpa）K 安全系数，一般取K＝2.5～3.0钢材的屈服极限，按选用的钢材厚度取值。
计算0钢δ>16～25mm,=325Mpa;2.3 吊耳的焊缝强度计算公式本结构中：a）吊耳底面（如图1所示，110mm焊接面）焊接于井座配对法兰之上，焊接时不开坡口；同时b）吊耳侧面（如图1所示，150mm焊接面）焊接于侧板（扬水管）上，焊接时不开坡口。
我们只按a）情况进行计算。
公式如下： (5)式中：D-作用于吊耳上的垂直拉力（N）；a- 焊缝宽度尺寸，如图2所示，∑l-焊缝总长度，mm[τh]-焊缝许用切应力（N/mm2），[τh]=0.18σb=73.8Mpa3. 计算3.1吊耳的允许负荷计算将D=4780×9.81N=46892N，C=1.5.N=2代入公式 (1)得P=35169N3.2 吊耳强度校验3.2.1 正应力将P=35169N，Fmin=80×25mm2=2000mm2，代入公式 (2)得σ=17.6Mpaσ=17.6Mpa﹤[σ]=108.3Mpa3.2.2 切应力将P=35169N，Amin=150×25mm2=3750mm2，代入公式 (3)计算结论得τ=9.4Mpaτ=9.4Mpa﹤[τ]=65Mpa所以，吊耳强度满足要求。
吊耳强度计算
吊耳强度计算刀盘吊耳：拉应力计算如图所示，拉应力的最不利位置在吊耳中心孔断面，其强度计算公式为：σ＝N ／S1；σ≤［σ］；［σ］=600Mpa 。
式中：σ―拉应力；N ―荷载；S1―断面处的截面积；［σ］―钢材允许拉应力。
N N 17857184.78210100035=⨯⨯⨯=MPa mm N 61.111/61.111250161785712==⨯⨯=σ 合格。
剪应力计算如图所示，剪应力的最不利位置在吊耳中心孔断面，其强度计算公式为：τ＝ N ／S2；τ≤［τ］=600Mpa ；式中：τ―剪应力；N ―荷载；S2―断面处的截面积；［τ］―钢材允许剪应力。
N N 3549184.759.1210100035=⨯⨯⨯=[]σσ≤MPa mm N 18.22/18.2225016354912==⨯⨯=τ合格局部挤压应力计算 如图所示，局部挤压应力的最不利位置在吊耳与销轴的结合处，其强度计算公式为： F ＝N ／（t ×d ）υ； F ≤［σ］；式中：F ―局部挤压应力；N ―荷载；t ―吊耳厚度；d ―销轴直径（22t 卸扣直径39）；υ―局部挤压系数1；［σ］―钢材允许压应力。
N N 17857184.78210100035=⨯⨯⨯= MPa mm N F 17.286/17.286139161785712==⨯⨯=合格角焊缝计算 P ＝N ／l ×h ×k ；P ≤［σ1］；式中：P ―焊缝应力；N ―荷载；l ―焊缝长度55mm ×2；h ―焊缝高度10mm ；k ―折减系数0.7；［σ1］―焊缝允许应力235N/mm 2。
N N 17857184.78210100035=⨯⨯⨯= 2/91.231255107.0178571mm N F =⨯⨯⨯= 合格。
螺栓拉应力计算刀盘上部吊耳采用螺栓M20×60L ，强度等级10.9，数量10个。
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板簧前吊耳强度计算分析报
告
内容提要
分析目的：
根据蒙派克财富快车降成本项目，开发财富快车简化版底盘，为非独立悬架结构。
要验证钢板弹簧车身前后安装点结构设计的可靠性，降低设计风险。
使用软件：
CAD模型：CATIA。
前处理：HyperMesh。
求解器： Nastran。
后处理：HyperMesh。
分析方法：
利用HyperMesh建立相关部件的有限元模型，模拟连接并加载，利用Nastran 求解，利用HyperMesh将计算结果进行后处理。
分析结果：
在给定的两种极限工况下，前吊耳多个部位的等效应力值已超出材料的许用应力，个别位置如板簧前吊耳的支撑筋处出现较大应力集中，其等效应力值超过了材料的屈服极限值，值得关注。
结论：
为保证板簧前吊耳在较恶劣工况下的工作可靠性，建议改进其设计结构。
目录
目录.................................... I II
一、任务的提出 (1)
二、计算模型的建立 (1)
2.1有限元模型 (1)
2.2材料参数 (2)
2.3约束方式 (2)
三、承载计算工况与计算结果 (2)
3.1 计算工况 (2)
3.2 颠簸路面工况计算结果 (3)
3.3 制动工况计算结果 (5)
3.4 计算结果分析 (6)
四、结论及建议 (7)
一、任务的提出
根据蒙派克财富快车降成本项目，开发财富快车简化版底盘，将原有的独立悬架改为非独立悬架结构，为了验证板簧车身前后安装点结构设计的可靠性，预知易疲劳破坏部位，降低设计风险，对其进行强度分析计算。
二、计算模型的建立
2.1 有限元模型
有限元模型中悬架吊耳结构是由板金结构和销轴连接而成，对于钣金构件采用壳单元，销轴单元采用梁单元模拟。
用RBE2及实体单元单元来模拟钣金之间的点焊连接。
模型中长度单位为毫米，力单位为牛，重力加速度取9800mm/s2。
前吊耳的有限元模型如图2-1所示。
图2-1 前吊耳有限元模型
2.2 材料参数
零件材料为SPCE，性能参数如下：弹性模量 2.1×105MPa，泊松比0.3，密度7.8×10-6kg/mm3，屈服极限185MPa，抗拉强度325MPa，疲劳强度许用应力σ-1=抗拉强度×疲劳系数=325×0.43=139.75MPa，许用应力=疲劳强度许用应力/安全系数=139.75/1.3=107.5MPa。
2.3 约束方式
板簧前吊耳与车架点焊连接，在焊点部位对车架约束6个自由度，如图2-2所示。
图2-2 前吊耳有限元模型的约束方式
三、承载计算工况与计算结果
3.1 计算工况
为满足颠簸路面及紧急制动时吊耳的强度要求，根据设计部门提供的相关加载数据，分两种极限工况进行加载分析。
(1)颠簸路面工况Ⅰ根据客货车的动荷系数取值经验，取动荷系数为3.0。
垂直载荷=静载×动荷系数=4323.43×3.0=12970.3N
(2)紧急制动工况Ⅱ 考虑制动过程中产生的惯性力，所以除了在有限元模型上施加一个垂直载荷以外，还要施加一个水平向后的制动力，此制动力平衡制动加速度产生的惯性力，制动加速度a 取值为0.8g 。
垂直载荷=静载=4323.43N
制动力=簧载质量×制动加速度/6=(1325+1580-258)×0.8×9.8/6=3458.75N
3.2 颠簸路面工况计算结果
颠簸路面工况下，板簧前吊耳等效应力分布云图见图3-1、图3-2所示。
由图中可以看出，前吊耳多个部位（1~4位置）等效应力值超出了许用应力值，其中等效应力较大部位出现在左右支架的支撑筋部位，图中部位1最大等效应力达到189MPa ，已超过屈服极限，但小于抗拉极限。
部位2~4处等效应力分别为186 MPa 、131 MPa 、152 MPa ，均超出许用应力值。
板簧前吊耳的最大位移为0.09mm ，如图3-3所示。
图3-1 颠簸路面工况下前吊耳等效应力云图 1 3 2 4
189MPa
152MPa （a）两个筋位置的等效应力
186MPa
131MPa
(b)其它部位较大的等效应力
图3-2 颠簸路面工况下前吊耳局部较大等效应力云图
图3-3 颠簸路面工况下前吊耳变形云图
3.3 制动工况计算结果
在制动工况下，板簧前吊耳的等效应力分布云图见图3-4、图3-5所示。
由图中可以看出，前吊耳等效应力较大部位出现在左支架的支撑筋部位和右支架顶部拐角处，其中部位1等效应力值较大，达到115 MPa，超出了许用应力，但没有超过屈服极限，部位2等效应力值为85 MPa，接近许用应力。
吊耳的最大位移为0.048mm，如图3-6所示。
图3-4 制动工况下前吊耳等效应力云图1
2
图3-5 制动工况下前吊耳局部较大等效应力云图
图3-6 制动工况变形云图
3.4 计算结果分析
由应力云图可以看出，在颠簸路面工况和制动工况下板簧前吊耳的左右支撑筋部位和右侧吊耳支架顶端拐角等处存在较大应力集中，超出了许用应力值，个别部位最大值85MPa 69MPa
达到189MPa，超过屈服极限值，具体数值如表3-1所示。
颠簸路面工况最大变形为0.097mm，制动工况最大变形为0.04mm，可以接受。
表3-1 板簧前吊耳在颠簸路面工况及制动工况下等效应力值
四、结论及建议
在两种极限工况即颠簸路面工况及制动工况下，经过模拟计算分析，前吊耳支架上多处等效应力值超过了许用应力，个别部位等效应力值超过了屈服极限，但均未超过抗拉极限，其中左右支撑筋处为较薄弱环节，建议改进结构设计以降低其等效应力值，提高使用可靠性。
由于极限工况与实际使用的差别及有限元模拟的局限性，模拟结果与实际应力状况会存在一定差异，但是由应力云图所反映的应力较大部位的趋势建议适当关注。
以上结论是基于仿真计算得出的结果，建议安排试验对吊耳结构进行验证。