撑杆的校核计算
轴向拉(压)杆强度校核(例题)
问题解析问题1、什么是强度？什么是强度条件？强度是指构件抵抗破坏的能力。
房屋结构的每一个构件承受荷载后都不允许发生破坏。
如屋架、立柱、吊车梁、基础梁、承重墙等都不允许发生断裂。
这就要求每一个构件应具有足够的抵抗破坏的能力，这种能力称为强度。
强度条件公式为：[]max N A σσ=≤，要注意式中的max σ与[]σ的区别。
max N A σ=表示的是在荷载作用下构件的工作应力，这个值只与内力（由外力引起的）和截面尺寸有关，与材料无关。
[]N Aσ≤是强度条件，是构件能安全承载的依据。
式中的[]σ，表示的是所用材料本身的性质，是由实验测定的，不是工作时外力引起的内力。
问题2、2. 图示砖柱。
24=a cm ，37=b cm ，31=l m ，42=l m ，501=P kN ，902=P kN 。
略去砖柱自重。
求砖柱各段的轴力及应力，并绘制轴力图。
解：砖柱受轴向荷载作用，是轴向压缩。
（1）计算柱各段轴力AB 段： kN P N 5011-=-=（压力）BC 段： 212P P N --=1409050-=--=kN （压力）（2）画柱的轴力图（b ）。
（3）计算柱各段的应力AB 段：1－1横截面上的轴力为压力，501-=N kN ， 横截面面积241mm 1076.5240240⨯=⨯=A ， 则 MPa A N 868.01076.5105043111-=⨯⨯-==σ （压应力） BC 段：2－2横截面上的轴力为压力 1402-=N kN 横截面面积421069.13370370⨯=⨯=A mm 2 则 MPa A N 02.11069.131014043222-=⨯⨯-==σ（压应力）。
电动尾门撑杆布置和力学计算
电动尾门撑杆布置和力学计算作者：***来源：《山东工业技术》2019年第20期摘要：目前国内汽车上使用的撑杆主要有气弹簧撑杆和电动撑杆。
但国内大多数汽车车身设计中，对于撑杆的布置都是采用的逆向方式设计，即以标杆车为参考，来设计撑杆的布置，再加以CAE分析校核。
本文将以正向设计尾门撑杆来介绍撑杆的布置和力学计算。
关键词：尾门;撑杆布置;力学计算DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2019.20.109随着科学技术的进步以及人们生活水平的提高，电子驱动和遥控技术在汽车上得到了广泛应用，电动尾门作为电子驱动技术的一种也是如此，并且逐渐由早期的奢华版配置慢慢的变成标配。
目前汽车上撑杆类型主要分为气弹簧撑杆和电动式撑杆，电动式撑杆直接取代气弹簧撑杆，布置在车身流水槽内，具有结构紧凑、外形美观、不占用侧围空间的特点，广泛应用于中大型SUV车型。
汽车电动尾门是一个系统性的集成，其主要包括电动撑杆、控制器、电吸锁、防夹条（选装）、脚踢（选装）。
在尾门设计过程中，尾门撑杆的布置非常关键，其布置是否合理直接关系到尾门能否正常关闭和是否能够悬停。
电动撑杆提供的支撑力通过对铰链旋转轴产生的力矩来克服尾门重力距和摩擦力矩，从而使尾门开启或关闭。
根据整车设计要求确定铰链旋转轴中心位置，再根据人机工程学分析，尾门开启的最大角度时，尾门下边沿距离地面的高度如图1，来确定尾门的开启角度。
此时尾门既不会碰到人的头部，又可以手动关闭尾门时容易拉到拉手或关门开关按钮。
1 电动撑杆结构简介电动撑杆主要由球窝、霍尔传感器、电机、减速箱、螺杆、螺母、弹簧等部件组成。
电机在接收到控制器模块指令后，进行正转或反转，通过减速箱减速增加扭距后，驱动螺杆转动，螺杆和螺母之间产生相对运动，在压缩弹簧的助力下，从而推动撑杆伸长或缩短，电机尾部的霍尔传感器将反馈其信号给控制器，控制撑杆的开启位置和关闭位置。
2 电动撑杆的几何布置分析现代汽车从汽车前后看，大多数呈“八”字形。
汽车尾门电动撑杆支撑力的计算与校核
汽车尾门电动撑杆支撑力的计算与校核温开元;陈勇;岳鹏【摘要】汽车尾门电动撑杆是一种机电一体化的传动机构,由于车型和安装结构等多种参数的影响,使得计算相当复杂.通过分析尾门在几种特定工作状态下的情况,根据尾门启闭的力矩关系及技术要求,对电动撑杆内的弹簧、电机及丝杆的受力分别进行计算和校核,从而对电动撑杆的各种设计参数进行调整与优化.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】4页(P83-86)【关键词】汽车尾门电动撑杆;汽车用气弹簧;参数计算与校核【作者】温开元;陈勇;岳鹏【作者单位】温州市盖茨汽车配件有限公司,浙江瑞安325204;温州市盖茨汽车配件有限公司,浙江瑞安325204;江铃汽车进出口有限公司汽车三部,江西南昌330200【正文语种】中文【中图分类】U463.83+40 引言汽车尾门撑杆一般采用气弹簧的结构形式。
随着人们生活质量的提高，汽车已经进入千家万户，汽车尾门电动撑杆的需求也越来越大。
汽车尾门电动撑杆的支撑力主要是由安装在撑杆内的弹簧力和电动丝杆推力两部分组成。
当尾门受到压缩弹簧的弹力和电动丝杆的推力作用时，尾门开启。
当尾门受电动丝杆向内的拉力(同时压缩弹簧)和尾门的重力时，尾门关闭并被电吸锁具锁住。
为此，作者将对汽车尾门的安装位置及尾门开启和关闭的不同受力状态进行分析和计算，从中找到最合适的安装位置及支撑力，从而满足汽车尾门开启和关闭的技术要求。
1 汽车尾门气弹簧的工作原理及安装要求1.1 汽车尾门一般气弹簧的工作原理气弹簧的结构示意如图1所示。
一般在开启状态下，将气弹簧缸筒端球钉安装在尾门上，另一端球钉安装在后备箱流水槽上。
气弹簧缸筒内充满高压氮气，气弹簧处于伸展状态。
当关闭尾门时，用手向下按压尾门推动活塞杆及活塞向缸筒内移动，气体通过活塞的两边导流孔流通，这时活塞两边的压力相等，由于活塞左边缸筒端截面大于活塞右边杆端截面，故活塞左边缸筒端的作用力大于活塞右边杆端的作用力(储存能量)，当尾门到达底部被锁扣锁住时尾门被关闭。
撑杆杆件计算
支撑压弯构件计算书〖已知参数〗截面规格："DD152x9"截面类型如下图1[图1]材料：Q235截面抗压削弱系数：0.95截面抗弯削弱系数分别为：0.95,0.95对X轴的计算长度：6.00m对Y轴的计算长度：6.00m长细比近似计算放大系数：1.20轴力：-300.00kN(压力)弯矩Mx：0.00kN.m弯矩My：0.00kN.m弯矩取值的正负号按下图2规定[图2]系数βmx:1.00系数βtx:1.00系数βmy:1.00系数βty:1.00〖强度计算〗截面左上角应力支撑压弯构件计算书根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的公式5.2.1(公式5.2.1)上式三项值分别为 -78.10,0.00,0.00σ=-78.10Mpa截面右上角应力根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的公式5.2.1(公式5.2.1)上式三项值分别为 -78.10,0.00,0.00σ=-78.10Mpa截面左下角应力根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的公式5.2.1(公式5.2.1)上式三项值分别为 -78.10,0.00,0.00σ=-78.10Mpa截面右下角应力根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的公式5.2.1(公式5.2.1)上式三项值分别为 -78.10,0.00,0.00σ=-78.10Mpa截面最大应力σ=78.10Mpa应力比=0.36〖稳定计算〗※计算构件长细比根据构件的截面形状进行分类计算构件截面属于双轴对称或极对称的实腹式，根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的公式5.1.2-2(公式5.1.2-2)支撑压弯构件计算书λx=118.44 λy=118.44λx，λy不得小于5.07b/t，b/t为悬伸板件宽厚比双轴对称或极对称截面,长细比λx=118.44λy=118.44※求稳定系数φ根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的附录C对x轴：截面属于b类φx=0.45对y轴：截面属于b类φy=0.45截面为闭合截面或格构式等不符合《钢结构设计规范》GB50017-2003所列出的分类形式，因此取均匀弯曲受弯构件整体稳定验算φb=1.00再根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的公式5.2.5-2(公式5.2.5-2)上式三项值分别为 166.71,0.00,0.00σ=166.71Mpa截面最大应力σ=166.71Mpa应力比=0.78。
拉杆强度校核本人实践计算所得
预防事故发生： 强度不足的结构 在使用过程中可 能发生意外事故， 造成人员伤亡和 财产损失。
提高设计水平： 通过强度校核， 可以发现结构设 计中的不足之处， 进而优化和完善 设计，提高整体 设计水平。
校核方法概述
拉杆强度校核的 背景和意义
拉杆强度校核的 基本原理和方法
拉杆强度校核的 实践计算流程
拉杆强度校核的 注意事项和限制 条件
结果：根据校核结 果撑等，以优化设计。
06
实践计算过程及结果
计算过程概述
确定拉杆的截面积和材料属性 计算拉杆的应力分布 校核拉杆的强度是否满足要求 根据计算结果采取相应的措施
计算结果分析
拉杆强度校核计算公式
计算过程中的参数取值
计算结果与标准值的对比
挤压应力校核的注意事项：考虑拉杆的实际工作状态，如温度、腐蚀等因素对材料性能的影响； 根据具体应用选择合适的材料和规格的拉杆。
综合应力校核
定义：根据拉杆的受力 情况，计算拉杆内部的 应力分布情况。
目的：确保拉杆在承受 外力时不会发生屈服或 断裂，保证结构的安全 性和稳定性。
方法：采用有限元分析 或实验测试等方法进行 综合应力校核。
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拉杆强度校核实践计算
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目录
01 02 03 04 05 06
拉杆强度校核背景 拉杆材料的选择
拉杆截面尺寸设计 拉杆受力分析
拉杆强度校核计算 实践计算过程及结果
01
拉杆强度校核背景
拉杆在机械结构中的作用
拉杆是机械结构中的重要元件， 用于传递力和运动。
拉杆的强度校核是确保机械结构 安全稳定运行的关键环节。
计算结果的不确定性分析
结果验证及结论
模板拉杆计算表
2）验算柱箍（柱箍采用16a号槽钢，间距400mm）①强度验算：（按三连跨计算）W＝108×103mm3P=0.216×0.4×（1.2×69.12＋1.4×2）=7.41KNM＝3PL/4-5Pa/4＝（3×7.41×1.035/4-2×5×7.41×0.216/4）×106=1.75×106N.m δ＝M/W＝1750000/（108×103）=16.2（N/mm2）< f＝215N/mm2满足要求；②挠度验算I=8.66×106mm4 E＝2.06×105（N/mm2）P/＝0.4×0.233×（1.2×69.12）=7.73KNω＝P/×｛（3l2-4b2）b×+(a+b) ×[3l2-4(a+b)2]｝/(24EI)=7.73×｛（3×0.9512-4×0.1262）×0.126＋0.359 ×[3×0.9512-4×0.3592]｝/(24EI)=0.20mm<900/250＝3.6mm满足要求；3）拉杆验算拉杆采用M18 A=174mm2N=3P/2=3×7.41/2＝11.12KNδ＝N/A＝11.12×103/174=63.88 N/mm2< f＝170N/mm2满足要求.4. 2.0米以上非加密区50×100mm木方间距216mm、槽钢间距600。
1）荷载计算：①新浇混凝土的侧压力F1已知：γc =24KN/m3 V=2.5m/h H=4.6m β1=1.2 β2=1.15 t取6小时F＝0.22rc tβ1β2V1/2＝0.22×24×6×1.2×1.15×2.51/2＝69.12（KN/m2）F＝γcH＝24×（4.6-2.0）＝55.2（KN/m2）取其中较小者，F1=55.2（KN/m2）②倾倒混凝土时产生的压力F2浇筑混凝土采用导管，查表为2KN/m2，则F2＝2（KN/m2）2）验算纵楞①强度验算：（按三连跨计算）W＝bh2/6=50×1002/6=83.33×103mm3q＝0.233×（1.2×55.2＋1.4×2）＝16.09 KN/m＝16.09 N/mmM＝0.1ql2＝0.1×16.09×6002＝579106N.mδ＝M/W＝579106/（83.33×103）=6.95（N/mm2）< f＝13N/mm2满足要求；②挠度验算：q/＝b.F＝0.233×（1.2×55.2）＝15.43（KN/m）＝15.43（N/mm）已知I＝bh3/12=50×1003/12=4.2×106mm4E＝9500（N/mm2）ω＝0.677q/l4/100EI＝（0.677×15.43×6004）/（100×9500×4.2×106）＝0.34(mm)<600/250＝2.4mm 满足要求；3）验算柱箍（柱箍采用16a号槽钢，间距600mm）①强度验算：（按三连跨计算）W＝108×103mm3P=0.216×0.6×（1.2×55.2＋1.4×2）=8.95KNM＝3PL/4-5Pa/4＝（3×8.95×1.035/4-2×5×8.95×0.216/4）×106=2.11×106N.mδ＝M/W＝2110000/（108×103）=19.58（N/mm2）< f＝215N/mm2满足要求；②挠度验算I=8.66×106mm4 E＝2.06×105（N/mm2）P/＝0.6×0.233×（1.2×55.2）=9.26KNω＝P/×｛（3l2-4b2）b×+(a+b) ×[3l2-4(a+b)2]｝/(24EI)=9.26×｛（3×0.9512-4×0.1262）×0.126＋0.359 ×[3×0.9512-4×0.3592]｝/(24EI)=0.26mm<900/250＝3.6mm满足要求；4）拉杆验算拉杆采用M18 A=174mm2N=2P=2×8.95＝17.9KNδ＝N/A＝17.9×103/174=102.9 N/mm2< f＝170N/mm2满足要求.结论：700×700柱子模板采用18mm厚木胶合板为面板，50×100木方间距216mm作纵肋，16a号槽钢做柱箍。
汽车背门气撑杆布置校核研究
1.2气撑杆的基本工作原理及力学分析气撑杆在压缩过程中活塞杆进入腔体，会占用活塞筒内部体积，有效的气体体积逐渐减小，根据理想气体方程pV=nRT，假定运动过程中温度恒定，则压强随气体体积的减小而逐渐增大，示意如图2所示。
设初始自由状态缸内有效气体体积为V0，内部压强为P0，活塞面积为S1，活塞杆截面面积为S2，在不考虑其动态内阻的条件下，压缩行程为时，缸内气压为P1，撑杆的推力为F1，建立方程如下：1.3气撑杆的力-位移曲线时，l=5mm；当L>80mm时，l=10mm。
在撑杆压缩阶段，气体可以通过活塞上的孔从无杆腔进入有杆腔，此时气体通过量较小，阻尼结构产生的阻尼力很小。
而在伸展过程中，由于撑杆的结构型式不同，曲线也存在一定差异。
在进行力学性能测试时，气弹簧的图1气撑杆结构示意图图2气撑杆工作原理示意图图3力-位移曲线示意图2.2背门气撑杆设计输入背门气撑杆布置设计输入主要有铰链中心坐标、背门质量、背门重心坐标、背门开启受力点坐标、背门关闭受力点坐标、背门开启角度、最大开启力及最大关闭力要求、工作温度要求。
根据以上的条件选型合适的气撑杆进行布置。
那么根据理想气体方程pV=nRT，20℃的反力考虑反力误差，根据经验误差值P1E=15N，那么在常温下背门全开气撑杆弹力P1P1为气撑杆选型中最小特征标称值，根据1其中F r为气撑杆的动态内阻，根据经验取值在关闭状态校核为了保证背门解锁后，后背门不自动弹开，80℃条件下，背门的重力距和撑杆的支撑力2=0，此时气撑杆反力那么在常温20℃的反力P2U考虑反力误差，根据经验误差值P2E=30N，那么在常温下背门关闭状态气撑杆弹力P2P2为气撑杆选型中，关闭状态下最大反力，2（a）挺举升式布置（b）翻转式布置图4背门气撑杆布置方式图5背门投影示意图。
梁底顶撑杆的承载能力和稳定验算
梁底顶撑杆的承载力和稳定计算600×1500的框架梁采用梁底支设双顶撑杆的方式，顶撑杆的间距为500mm，视顶撑杆承受梁和模板的全部重量以及施工荷载。
一、荷载计算1、新浇筑混凝土自重：24KN/M3×0.6M×1.5M=21.6KN/M2、钢筋自重：1.5KN/M3×0.6M×1.5M=1.35KN/M3、梁底模板自重（1）愣木自重，梁底愣木采用四根50mm×100mm的方木。
5KN/M3×0.05M×0.1M×4根=0.1KN/M（2）模板自重，梁底模板采用双面覆膜的木胶合板，板厚15mm5KN/M3×0.6M×0.015M=0.045KN/M4、梁侧模板自重（1）愣木自重（梁侧愣木采用七根50mm×100mm方木）：5KN/M3×0.05M×0.1M××7根×2=0.35KN/M（2）模板自重（梁侧模板采用双面覆膜的木胶合板，板厚15mm）5KN/M3×1.5M×0.015M=0.113KN/M5、振捣混凝土产生的荷载：2KN/M2×0.6M=1.2KN/M6、荷载合计（1）固定荷载合计固定荷载的分项系数取1.2（21.6KN/M+1.35KN/M+0.1KN/M+0.045KN/M+0.35KN/M+0.113KN/M）×1.2=28.269 KN/M（2）活荷载合计活荷载的分项系数取1.41.2KN/M×1.4=1.68 KN/M（3）荷载组合28.269 KN/M+1.68 KN/M=29.949 KN/M二、顶撑杆承载力计算1、视每道顶撑杆平均承受上部荷载，顶撑杆的间距为0.5M，每道顶撑杆承受的上部荷载为29.949 KN/M×0.5=14.98 KN两根顶撑杆平均承受上部荷载，每根顶撑杆受到的压力为14.98 KN÷2=7.49 KN2、每根顶撑杆的长度为6.9M，撑杆采用Ф48×3.2钢架管，撑杆自重为6.9M×0.0385KN/M=0.266 KN每根顶撑杆上承受的水平杆自重为（1.2M×0.0385KN/M×4）÷2=0.092KN0.5M×0.0385KN/M×4=0.077KN每根顶撑杆上承受的扣件自重为8个×0.0135KN/个=0.108 KN3、每道顶撑杆承载力计算顶撑杆最下一步钢管承受的轴向压力（上部荷载及杆件自重）为P=7.49KN+(0.266KN+0.092KN+0.077KN+0.108KN×1.2=8.142KN顶撑杆采用Ф48×3.2钢架管，钢管的截面积为A=424mm2钢管的压应力根据公式σ= P/A计算σ=8.142×103/424=19.2N/ mm2钢管的压应力σ=19.2 N/ mm2＜[f m]=205 N/ mm2 满足承载力要求三、顶撑杆稳定计算1、顶撑杆最下一步钢管的计算长度顶撑杆最下一步的步高为h=1.8M,取计算长度附加系数k=1.155、计算长度系数μ=1.7顶撑杆的计算长度根据公式L0=k×μ×h计算L0=1.155×1.7×1.8=3.534M2、顶撑杆最下一步钢管的长细比钢管的截面回转半径i=1.58cm钢管的长细比根据公式λ= L0/i计算λ= 3.534×102/1.58=224根据钢管的长细比查表得出钢管轴心受压的稳定系数φ=0.1453、钢管承受的偏心弯矩顶撑杆承受的轴向压力为P=8.142KN，顶撑杆的偏心距取40mm，钢管的偏心弯矩为M=8.142×103×40=325.68×103Nmm4、顶撑杆的稳定计算钢管的截面积为A=424mm2、钢管的净截面模量为W=4490mm3、顶撑杆承受的轴向压力为P=8.142KN。
拉条及撑杆计算公式
一、柱距跨度檐口高度坡度5136 5.60.190二、恒载活载屋面计算用檩条间距砖墙高度墙梁间距0.20.50.94 1.5 1.20 1.5三、Φ10Φ12Φ10Φ1278.5113.178.5113.167.0246.5242.0429.18与170比较0.6160.888长度重量Φ10Φ12Φ10Φ121125.6187.1878.7854.68与170比较四、撑杆选用屋面Φ32x2.5Φ38x2.5Φ42x2.5Φ45x2.5惯性半径 1.05 1.26 1.4 1.51截面积232279310334长细比142.86119.05107.1499.34稳定系数0.330.440.510.561.5米参考值应力68.1043.1533.6128.38与205比较长度重量1.822.192.44墙面1长细比142.86119.05107.1499.34稳定系数0.250.330.400.44 1.5米参考值应力57.5935.5226.8122.61与205比较五、重量统计屋面墙面注：三分点拉条及撑杆计算公式屋面斜拉条选用墙面斜拉条选用屋面拉条选用墙面拉条选用檩条间隔数拉条重量斜拉条重量撑杆重量12.0011.53 3.52 5.46总计：41.02KG总计：柱距内：0.23KG/M2柱距内：正弦余弦0.10 1.00屋面墙面5.26 3.30斜拉条连接图三分点时孔间距为(L-100)/3-80屋面SIN(A)N0.539.86墙面SIN(A)N0.53 6.18斜拉条角度及内力图中内侧25更改位15檩条间隔数拉条重量斜拉条重量撑杆重量3.00 2.88 3.52 2.73 18.26KG0.65KG/M2。
拉压杆的强度计算
因此，为了合理地利用材料，应使杆的每一横截面上的应力都等 于材料的许用应力［σ］，这样设计的杆称为等强度杆，其形状 如图2-33（a）所示。不过，等强度杆的制作复杂而且昂贵，故 在工程中，一般都制成与等强度杆相近的阶梯形杆［图2-33 （b）］或截锥形杆［图2-33（c）］。
2） 求杆EH的轴力。假想用截面m-m将桁架截开，取左边部分 为研究对象［图2-30（b）］， 由平衡方程∑MC＝0
3m×FNEH-4m×FA＝0得 FNEH＝4/3 RA＝4/3×220kN ＝293kN
3） 计算杆EH的横截面积。由式（2-16），有
A≥FNEH/［σ］＝293×103N/170×106Pa＝1.72×10-3m2 ＝1720mm2
【例2-10】如图2-31（a）所示三角形托架，AB为钢杆，其横
截面面积为A1＝400mm2，许用应力［σ］＝170MPa ；BC 为木杆，其横截面面积为A2＝10000mm2，许用压应力为［σc］ ＝10 MP。求荷载F的最大值Fmax 。
【解】1） 求两杆的轴力与荷载的关系。取结点B为研究对象 ［图2-31（b）］，
图2-33
材料力学
由平衡方程
∑Y＝0 FN2sin30°-F＝0 得 FN2＝F/sin30°=2F（压） ∑X＝0 FN2cos30°-FN1＝0 得 FN1＝FN2cos30°＝2F×31/2/2＝31/2F（拉）
图2-31
2） 计算许用荷载。由式（2-16），AB杆的许用轴力为 FN1＝ 31/2F ≤A1［σ 所以对于AB杆，许用荷载为
3） 求拉杆的最大正应力。钢拉杆是等直杆，横截面上的轴力相 同，故杆的最大正应力为
连杆抗拉截面强度校核
连杆抗拉截面强度校核1. 引言连杆是机械系统中常见的零件，用于传递动力和承受载荷。
在工程设计中，为了确保连杆的安全可靠运行，需要进行抗拉截面强度校核。
本文将详细介绍连杆抗拉截面强度校核的相关内容。
2. 连杆抗拉截面强度计算方法连杆的抗拉截面强度计算通常采用以下两种方法进行：2.1 材料的抗拉强度法根据连杆所使用的材料的抗拉强度和断裂伸长率等力学性能参数，可以计算出连杆在受到拉力作用下是否会发生破坏。
具体计算公式如下：σ = F / A其中，σ为应力，F为受力，A为截面积。
通过与该材料的抗拉强度进行比较，可以判断连杆是否满足要求。
2.2 疲劳寿命法除了考虑静态载荷下的破坏情况外，还需要考虑动态载荷下的疲劳寿命。
通过对连杆进行疲劳试验，可以得到连杆的疲劳寿命曲线。
根据工作条件下的循环载荷大小和频率，可以计算出连杆的疲劳寿命。
3. 连杆抗拉截面强度校核步骤连杆抗拉截面强度校核的步骤如下：3.1 确定连杆受力情况首先需要确定连杆在工作条件下所受到的拉力大小和方向。
这可以通过对机械系统进行力学分析和动力学分析来得到。
3.2 确定连杆截面形状和尺寸根据机械系统的设计要求和受力情况，确定连杆的截面形状和尺寸。
常见的连杆截面形状有圆形、方形、椭圆形等。
3.3 计算连杆截面积根据确定的截面形状和尺寸，计算出连杆的截面积。
3.4 计算应力根据所受拉力大小、连杆截面积和应力公式，计算出应力。
3.5 判断是否满足要求将计算得到的应力与该材料的抗拉强度进行比较，判断连杆是否满足要求。
如果应力小于抗拉强度，则连杆满足要求；否则，需要进行进一步的优化设计或选择更合适的材料。
3.6 考虑疲劳寿命在满足静态强度要求的基础上，还需要考虑连杆的疲劳寿命。
根据工作条件下的循环载荷大小和频率，计算出连杆的疲劳寿命。
4. 连杆抗拉截面强度校核案例分析以某机械系统中使用的连杆为例，假设该连杆受到1000N的拉力作用。
已知该连杆的截面形状为圆形，直径为20mm。
撑杆杆件计算
支撑压弯构件计算书〖已知参数〗截面规格："DD152x9"截面类型如下图1[图1]材料：Q235截面抗压削弱系数：0.95截面抗弯削弱系数分别为：0.95,0.95对X轴的计算长度：6.00m对Y轴的计算长度：6.00m长细比近似计算放大系数：1.20轴力：-300.00kN(压力)弯矩Mx：0.00kN.m弯矩My：0.00kN.m弯矩取值的正负号按下图2规定[图2]系数βmx:1.00系数βtx:1.00系数βmy:1.00系数βty:1.00〖强度计算〗截面左上角应力支撑压弯构件计算书根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的公式5.2.1(公式5.2.1)上式三项值分别为 -78.10,0.00,0.00σ=-78.10Mpa截面右上角应力根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的公式5.2.1(公式5.2.1)上式三项值分别为 -78.10,0.00,0.00σ=-78.10Mpa截面左下角应力根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的公式5.2.1(公式5.2.1)上式三项值分别为 -78.10,0.00,0.00σ=-78.10Mpa截面右下角应力根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的公式5.2.1(公式5.2.1)上式三项值分别为 -78.10,0.00,0.00σ=-78.10Mpa截面最大应力σ=78.10Mpa应力比=0.36〖稳定计算〗※计算构件长细比根据构件的截面形状进行分类计算构件截面属于双轴对称或极对称的实腹式，根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的公式5.1.2-2(公式5.1.2-2)支撑压弯构件计算书λx=118.44 λy=118.44λx，λy不得小于5.07b/t，b/t为悬伸板件宽厚比双轴对称或极对称截面,长细比λx=118.44λy=118.44※求稳定系数φ根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的附录C对x轴：截面属于b类φx=0.45对y轴：截面属于b类φy=0.45截面为闭合截面或格构式等不符合《钢结构设计规范》GB50017-2003所列出的分类形式，因此取均匀弯曲受弯构件整体稳定验算φb=1.00再根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的公式5.2.5-2(公式5.2.5-2)上式三项值分别为 166.71,0.00,0.00σ=166.71Mpa截面最大应力σ=166.71Mpa应力比=0.78。
某工程罐体施工脚手架计算书-三脚架杆件校核
某工程罐体施工脚手架计算书脚手架组成部件和规格蝴蝶板：焊接于壁板上，悬挂三脚架和中间平台使用，为主要承重部件； 中间平台：使用于每一带壁板上，做为行人通道或中间休息平台； 小斜梯：做为行人通道，为上下罐壁梯子，紧急情况下作为疏散通道；护栏：配合小斜梯使用，为劳动保护，护栏高度符合相关安全规范要求,高度1.2米； 三脚架：悬挂于壁板蝴蝶板上，跳板、机具设备的承重支架；栏杆：每一带壁板的操作平台的劳动保护，护栏高度符合相关安全规范要求，高度1.2米；立柱：栏杆连接固定件，本体固定在三脚架上，高度1.2米；钢跳板：铺设在三角架上，每两个三角架之间并列铺设四块，长度3米； 木板：侧面护栏上作为踢脚板用 ，为劳动保护必备。
组件示意图如下： 平台栏杆和护腰序号 规 格 型 号 名称 数量13 4三角架(大）、蝴蝶板（大）与壁板间要求焊接牢靠。
蝴蝶板（大）原有立柱扶手护腰(同栏杆）1扶手3护栏管角钢 、扶手与护腰的尺寸与件6圆钢与原立柱的装配尺寸相对应。
、当平台上方接斜梯时，扶手及护腰在平台2侧，当为顶部平台时，扶手和护腰成90度。
2、材料表为1个平台的配套结构，单台罐需要6套平台和斜梯。
的钢板大蝴蝶板个个11是外径32mm厚度3mm的钢管2是外径38mm厚度3mm的钢管护栏横杆和立杆护栏管接头管用250*75*8的钢板弯制图是规格为25直径的圆钢图图三为的钢板三角架设计制作图纸材质规格钢板材质规格圆钢材质规格钢板主体材料角钢注：配套三角架（小）数量为1000个蝴蝶板一、三脚架杆件校核:1、荷载计算: 三脚架的基本形状尺寸如下图(1)和(2)所示(1).三脚架重量: 三脚架采用的材料为等边角钢63×6,材质为Q235, 自重为5.72㎏/m, 其总重量设为F1, 则F1=(1.664+1.4+0.579)×5.72×9.8×1.2=0.25kN,其中1.2为静荷载分项系数.将三脚架重量简化为均布荷载q1=0.25/1.4=0.18kN/m(2).钢跳板重量: 一块钢跳板重量为15㎏, 则总重F2=4×15×9.8×1.2=0.71kN,简化为均布荷载q2=0.71/1.4=0.51kN/m.(3).施工荷载: 包括操作人员、施工机具和原材料重量, 取1.0kN/m2计算, 转化为线荷载q3=1.0×2.5×1.4=3.5kN/m,其中1.4为活荷载分项系数.所以可认为在三脚架平台上作用一均布荷载q=q1+q2+q3=0.18+0.51+3.5=4.19kN/m钢跳板2、三脚架受力分析把各焊接点均简化为铰接点,则三脚架的受力示意图如下所示罐壁(1)分析CＢ杆,其受力图简化为如下:对整个三脚架分析,对A点取矩∑ＭＡ＝０，即F B×0.9=1.4×4.19×1.4×0.5求得F B=4.56 kN∑ＭC＝０,则F B×0.9=F E×0.9,求得F E＝F B＝4.56 kN，ＦＣy=F E=4.56 kN则杆ＢＣ所受的压力ＦBC=ＦＣx cos33o+ＦＣy sin33o=6.31 kN将F E分解为垂直于BC杆的力F Ey和平行于BC杆的力F Ex，则F Ey＝F E cos33o=3.824 kN 可求得BC杆的最大弯矩Ｍmax=1.469 kN.m,如下图所示．(2) 分析AC杆：其示意图简化如下（AC杆主要是承受弯矩）分别求出A、D、C三个控制截面的弯矩和剪力，画出AC杆的弯矩图和剪力图，分别如下：单位：单位：3、截面校核:(1)AC杆：三脚架均采用Q235 L63×6的角钢，截面面积A=7.29cm2，截面惯性矩I x=27.12cm4，截面抵抗矩W x=15.26cm3，x轴回转半径i x=1.93cm，容许应力[σ]=205N/mm2,计算长度L0=1.4m, 则长细比λx= L0/I x=140/1.93=73.等边角钢属于b类截面,查<钢结构设计规范>得υx＝0.732．AC杆属于拉弯构件，则应满足σ=-N/A+ M max/1.05W x≤[σ], 其中Ｎ＝ＦＣx＝4.56 kN , M max=2.67kN.mσ=-4.56×103/0.732×7.29×102+2.67×106/1.05×15.26×103=158.09 N/mm2<[σ]= 205N/mm2满足要求，校核通过．(2)BC杆：BC杆是压弯构件，其截面特性与AC杆相同，i x=1.93cm, L0=1.664m, λx= L0/I x=166.4/1.93=86, 查<钢结构设计规范>得υx＝0.648．σ=N/A+ M max/1.05W x≤[σ],其中Ｎ＝ＦBC=6.31 kN，M max=1.469 kN.mσ=6.31×103/0.648×7.29×102+1.469×106/1.05×15.26×103=105.04 N/mm2<[σ]= 205N/mm2满足要求，校核通过．(3)DE杆：DE杆是属于受拉构件，Ｎ＝F E＝4.56 kN, A n=A=7.29cm2σ=N/A n≤[σ]σ=6.31×103/7.29×102=8.65 N/mm2<[σ]= 205N/mm2满足要求，校核通过．4、蝴蝶板焊缝强度校核计算:在整个三角架操作平台中，蝴蝶板与罐壁的焊接是最主要的受力部位，焊缝的受力状况是拉应力与剪应力的复合应力，其受力情况如图所示：蝴蝶板（9）焊缝长度（11）焊缝受力分析（10）焊脚尺寸由上图(6)可知，N x =F cx =4.56kN, 由上图(7)可知N y =6.38kN焊缝长度在水平方向为60mm，垂直方向为20mm,焊缝高度取8.5mm。
计及附着柔性的塔式起重机附着撑杆受力计算分析
图1等效塔架单元模型*基金项目：国家科技支撑计划项目（2006BAJ12B04-3）。
作者简介：詹伟刚（1985—），男，浙江人，博士，研究方向：机械结构非线性与稳定分析。
l l 02×2B y T l l 02×1l l 02×2C y l l 02×1l l 01×2l l 01×2-GI p ll l 01×2l l 01×2GI p l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l 10×10（1）A i =EI di l 3126l 6l 4l l l 2B i =EI di l 3-126l -6l 2l l l 2C i =EI di l 3-12-6l -6l 4l l l 2（i =x ，y ）构长度相同的情况下，塔身的等效工作主要为抗弯惯性矩I di 的等效，以及扭转惯性矩I p 的等效。
1.1塔架单元等效抗弯惯性矩对于独立高度时的格构式塔架，当只受端部水850——图3三杆式附着装置计算模型运用柔度系数的概念，角点的位移又可表示为：Δa Δb b b =b b δP aP b b b =δaaδab δba δbb b b P aP b b b（7）式中：b b δ———柔度系数矩阵，其数值与结构形式有关；δaa ———a 片柔度系数，在a 片桁架上作用单位力P a 时，P a 方向的位移；51————52FZQ1380型塔式起重机塔身为正方形结构，主弦杆之间的跨距为2580mm，标准节的高度为将一次附着时的格构式塔身等效为实腹式后的模型如图6所示，其加入边界条件后的整体刚度图4FZQ1380型塔机塔身的标准节模型图5FZQ1380塔身附着装置模型图6FZQ1380型塔机塔身一次附着模型简图K=002×20002×1B y20002×1Bx2T002×20002×1C x2+A x1+k xx000k xy000k xm00002×2By2T002×2k xy0000C y2+A y1+k yy000k ym000001×20001×2-KΦ2k xm000k ym000KΦ2+KΦ1+k mmm m m m m m m m m m m m m m m m m mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm mm10×10（21）53——通过表3中的数据可以看出，本文计算得到的各撑杆受力大小与有限元软件分析计算得到的各撑杆受力大小的误差均在5%以内，满足实际工程中的应用要求，验证了本文计算结果的有效性。
杆件的强度计算公式
杆件的强度、刚度和稳定性计算1。
构件的承载能力，指的是什么？答:构件满足强度、刚度和稳定性要求的能力称为构件的承载能力。
（1)足够的强度。
即要求构件应具有足够的抵抗破坏的能力，在荷载作用下不致于发生破坏。
（2）足够的刚度。
即要求构件应具有足够的抵抗变形的能力，在荷载作用下不致于发生过大的变形而影响使用.（3)足够的稳定性。
即要求构件应具有保持原有平衡状态的能力，在荷载作用下不致于突然丧失稳定。
2.什么是应力、正应力、切应力？应力的单位如何表示?答：内力在一点处的集度称为应力.垂直于截面的应力分量称为正应力或法向应力，用σ表示;相切于截面的应力分量称切应力或切向应力,用τ表示。
应力的单位为Pa。
1 Pa=1 N／m2工程实际中应力数值较大，常用MPa或GPa作单位1 MPa=106Pa1 GPa=109Pa3.应力和内力的关系是什么?答：内力在一点处的集度称为应力。
4.应变和变形有什么不同?答:单位长度上的变形称为应变。
单位纵向长度上的变形称纵向线应变，简称线应变，以ε表示。
单位横向长度上的变形称横向线应变,以ε/表示横向应变.5。
什么是线应变？什么是横向应变？什么是泊松比？答:（1）线应变单位长度上的变形称纵向线应变，简称线应变，以ε表示。
对于轴力为常量的等截面直杆，其纵向变形在杆内分布均匀，故线应变为l l∆=ε（4—2）拉伸时ε为正，压缩时ε为负。
线应变是无量纲（无单位)的量。
（2）横向应变拉(压)杆产生纵向变形时，横向也产生变形。
设杆件变形前的横向尺寸为a，变形后为a1，则横向变形为aaa-=∆1横向应变ε/为a a∆=/ε（4—3）杆件伸长时,横向减小，ε/为负值；杆件压缩时，横向增大，ε/为正值。
因此,拉(压)杆的线应变ε与横向应变ε/的符号总是相反的。
（3）横向变形系数或泊松比试验证明,当杆件应力不超过某一限度时,横向应变ε/与线应变ε的绝对值之比为一常数.此比值称为横向变形系数或泊松比,用μ表示。
灯杆强度校核
6米灯杆强度校核一、已知条件1、设计最大风速度: U=33m/s(12级风速≥32.6 m/s)2、材料：Q2353、许用应力：[σ] =235MPa4、弹性模量：E=206000N/m25、挠度计算，圆锥杆等效为：De=(d+D)/2的等径管6、H=6000mm，d=102mm，D=180mm，厚度=4mm二、风压P1=U2*9.8/16=667 (N/m2）三、迎风面积S灯杆=(D+d)*H/2 =0.846(m2)S叉杆=0.2(m2)S灯具=0.03(m2)四、根部所受最大力矩主杆根部的力矩，可以等效为集中风力作用在主杆重心处对主杆根部的力矩:1、重心高度Hx=(2d+D)*H/3(D+d)= 2.72 (m)2、风力影响M灯杆=P1*S灯杆*Hx=1536.8（N·m）M灯具=P1*S灯具*Hx=54.5（N·m）M叉杆=P1*S叉杆*Hx=363.3（N·m）M总=M灯杆+M灯具+M叉杆=1954.6（N·m）五、强度校核1、灯杆的危险截面处于根部，根部的抗弯截面系数：W=π*((D4-(D-2t)4)/32D= 0.0000951523(m3)2、危险截面应力：б=M/W=20541821.06(Pa)3、安全系数：K=[б]/б=11.44 >1.5故强度是安全的。
六、挠度计算1、惯性矩：De=(D+d)/2=141mmI=π(De4- (De -2t) 4))/64=4040465.65(mm4)2、风力影响：f max=FH X3/3EIF=P1*S灯杆+P1*S灯具*H/Hx+P1*S叉杆*h/Hx=902.28 (N)f max=7.2989(mm)灯杆顶处的挠度为：f"max= f max*H/Hx=16.08(mm)3、挠度比：△= f"max /H=0.27%<5%故挠度是安全的。
0.6米安装支架强度校核一、设计条件1．强度计算条件（1）采用固定荷重G和因暴风雨产生的风压荷重W的短期复合荷重。
TC5013B-6塔机附着架设计计算书
QTZ63塔机附着计算书一、塔机附着架受力情况（按三弯矩方程计算结果）：工作工况 :水平力 F h =28.5KN扭矩 Mz=412kN. m非工作工况水平力 F h =107KN扭矩 Mz=0二附着撑杆设计计算整体稳定性校核（计算最长的L撑杆 L2）L1=14130mm、L2=14520mm 、L3=14760mm计算条件：撑杆力： Fmax=189KN撑杆材料：角钢∠ 70×5/Q235B [ λ]=138撑杆力学模型如图1.刚度验算：初选角钢∠ 70× 5/Q235B，四肢构成的截面为 L× L=300mm×300mm 撑杆截面惯性矩I=1.31 × 10 mm84截面回转半径： i= （I/A ）1/2 =150.8mm则长细比为：λ =Lo/i=89.5缀条采用∠ 50× 5/Q235B则折算长细比为：λ0=（λ2+40A/A’）1/2 =100.1 ＜ [ λ ]2. 截面验算：四角钢格构式柱属 b 类截面，差表得稳定系数φ=0.555由撑杆重量引起的最大弯矩为：2Mmax=qIo/8=20010538 N.mσ=Fmax/Aφ +k Mmax/W=128.24MPa[ σ]=175.37 MPaσ＜[ σ] 整体强度稳定满足。
用同样的方法计算受力最大撑杆 Bσ= Fmax/Aφ+k Mmax/W=103.39MPaσ＜[ σ]整体强度稳定满足。
3.单肢稳定性校核：计算长度： I =700mm1回转半径： i 1=14.9mm单肢许用长细比 [ λ1]=120单肢计算长细比：λ1=I o1/i1=47＜[λ1]按 b 类截面差表得稳定系数为：φ1=0.87撑杆 B 单肢所受的折算力为： N=Fmax/4+Mmax/（2d）=72394N撑杆 D 单肢所受的折算力为：N=Fmax/4+Mmax/（2d）=75151N应力：σ =N/φ1 A1 =98.19MPa[ σ]=235/1.34=175.37MPaσ＜[ σ] 单肢稳定满足。