吊耳强度校核
侧壁板式吊耳校核D
1：吊角A-A截面拉应力： σ =Fv/[S（H-D）] (MPa) 式中：S-吊耳板厚度（mm） H-吊耳板宽度（mm） D-吊耳板孔直径（mm） 校核σ <[σ ] 2：垫板焊缝剪应力： τ =Fv/{0.707A[2（Hsp+Lsp）-8x20+2π x20]Ф a} 式中：A-垫板角焊缝高度：（mm） Hsp-垫板宽度：（mm） Lsp-垫板长度：（mm） 校核τ <[τ ]
(MPa)
15.96 15 15 40 60 OK
168.68 10 120 100 N吊耳板焊缝应力校核： τ =Fv/{0.707AФ a[2（Lsp-G+L1）+0.5π F+H-F-8r+2π r] 式中：r-吊耳板下部的倒角：（mm） G-吊耳板下端部至垫板下端部的距离：（mm） F-吊耳板下部的n形孔的宽度：（mm） L1-吊耳板下部n形孔中心至吊耳板下端部的距离：（mm） 校核τ <[τ ]
吊耳强度计算（参照HG/T 21574—94《设备吊耳》附录）
吊耳板材质： 许用拉应力[σ ]：（Mpa） 许用剪应力[τ ]：（Mpa） 角焊缝系数 Ф a 动戴综合系数 K 设备净重 吊耳数量 n 吊耳竖向载荷Fv：（N）Fv=设备净重x9.806x1.65/n
Q235-B 113 79.1 0.7 1.65 4170 2 33735.09
容器吊耳的强度核算
115×
20+ (
015× (50- 20) 50- 20) 2×6
×10970
= 10617M Pa
则 Ρm + Ρb = 13712M Pa< 115[ Ρ]
= 115×160= 240M Pa
即吊耳强度满足要求。
径向推力Q 作用下吊耳处最大应力 ΡlQ 为
ΡlQ =
1155×
(
700 6
ΡQ + ΡM l+ ΡM c≤2[ Ρ] (有内压存在时) (17) ΡQ + ΡM l+ ΡM c≤3[ Ρ] (无内压存在时) (18) 式 (14)～ (16) 是 D ekker[6] 在比较和分析
了B edna r 的线载荷法[4]、B S5500- G215 的方
法[7 ]以及W RC 107 推荐的方法[8 ]后, 通过对线 载荷法的改进而得出的, 在外载作用下, 柱壳
4 计算实例
一外径 1400mm、壁厚 6mm、长 2500mm 的钢制卧式容器, 自重 915kN , 容器上方设置 两个厚 6mm、宽 50mm 的经向吊耳, 以起吊安 装该容器, 试对其进行强度核算。已知容器及吊
耳材料的屈服点 Ρs= 250M Pa, 许用应力[ Ρ]= 160M Pa, 弹性模量 E = 192000M Pa, 吊耳孔直 径 40mm , 吊钩轴直径 38mm , 起吊角 30°。 吊钩施加于每个吊耳上的力 F 为
图 3 带有加强板的吊耳
ΡQ =
415
RT
2ΠroT Q
(14)
ΡM l= 115
RT
Πro2T M l
(15)
ΡM c= (1+ 1105
吊耳计算(知识讲座)
1)折页销轴强度校核销轴最大受力为副斜架起吊就位瞬间,销轴直径ф130剪应力:τ=Q/A=100×103/(13/2)2π=kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2弯曲应力:σ=M max/W (销轴受力按均布载荷计算)M max=QL2/8 q=100×103/8.4=1.9×104kg/cmM max=1/8×1.9×104×2=1.676×105kg·cmW=πd3×133/32=cm3σ=M max/W=1.676×105/=77744kg/cm2〈[σ]1)100t固定折页验算R Hmax=100T由拉曼公式校核最薄断面A-Bσ=P(D2+d2)/2sd(D2-d2)=100×103(4422)/2×4×13.2(4422)=1188kg/cm2〈[σ]固定折页焊缝计算焊缝长度L i=2×50+2×20+4=144cm 焊缝高度h=τi=100×103××144=620kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm23)活动折页计算主斜架起吊就位后，副斜架未起吊前，斜架主体部分底部已垫垫铁并穿上地脚螺栓，所以校核折页受力以R 3=178.82T 为准。
在A-B 截面上:由拉曼公式σ=P(D 2+d 2)/2sd(D 2-d 2)得:σ×103(4422)/2××12.6(4422)=/cm 2〈[σ]=1600kg/cm 2活动折页焊缝计算焊缝长度L=2×50+2×30+6=160cm焊缝高度h=τ×103××166×2=/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2二、吊耳选择计算1)20t平衡吊耳计算由拉曼公式σ=P(D2+d2)/sd(D2-d2)得:σ=20×103(2222)/3×7.2 (2222)= 1148kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2焊缝长度L=4×30+3=123cm焊缝高度h=τi=20×103××123= kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2销轴剪应力τ=Q/A=20×103×2/4=551 kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm22)20t起吊吊耳选择计算在A1-A1截面上:σ=P(D2+d2)/sd(D2-d2)=20×103(282+82)/×8(282-82)=601 kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2在B1-B1截面上:σ=P/(D-d)s=20×103/(28-8)×=kg/cm2〈[σ]焊缝长度L=28＋2×22=72cm焊缝高度h=τi=20×103××72=248 kg/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2 销轴剪应力τ=Q/A=20×103×2/4=441 kg/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2销轴弯曲应力弯矩M max =(1/8)QL=20×103×/8=×104 kg/cm 2 截面系数 W=πd 3×3/32=43cm 3σ=Mmax/W=×104/43= kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm23) 50t 吊耳计算在A 1-A 1截面上:σ=P(D 2+d 2)/sd(D 2-d 2)=50×103(2422×9.8(2422)=1152.24 kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2在B1-B1截面上:σ=P/(D-d)s=50×103/(24-9.8)×=568 kg/cm2〈[σ]焊缝长度L=30＋2×36=102cm焊缝高度h=τi=50×103××102= kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2销轴剪应力τ=Q/A=50×103×2/4=720.85 kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2销轴弯曲应力弯矩M max=(1/8)QL=50×103××104 kg/cm2截面系数W=πd3×3/32=3σ×104/81.5=437 kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm24)80t吊耳计算2在A 1-A 1截面上:σ=P(D 2+d 2)/sd(D 2-d 2)=80×103(3422×12.2(3422)=1180 kg/cm 2〈[σ]=1600kg/cm 2在B 1-B 1截面上:σ=P/(D-d)s=80×103/(34-12.2)×7.2=510 kg/cm 2〈[σ]=1600kg/cm 2 焊缝长度L i =2×34+34=102cm焊缝高度h=τi=80×103××102=700 kg/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2 销轴剪应力τ=Q/A=80×103×122/4=708 kg/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2销轴弯曲应力(按均布载荷计算)×103×103kg/cm 2R=40×103kgM max ×2/8=40×103××103×2/8×105kg·mW=πd3×3/32=3σ= M max×105/153.16=1554kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm25)100t吊耳计算由拉曼公式σ=P(D2+d2)/sd(D2-d2)得:σ=100×103(382+132)/8.2×13(382-132)= kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2在B1-B1截面上:σ=P/(D-d)s=100×103/(38-13)×8.2= kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2焊缝长度L i=2×37+38=112cm焊缝高度h=2cmτi=100×103×2×112= kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2销轴剪应力τ=Q/A=100×103×2/4=802 kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2。
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
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。
吊耳强度计算书
[τh]-焊缝许用切应力（N/mm²），[τhσb
3.计算
将D=4780×9.81N=46892N，C=1.5.N=2代入公式
……………………………………………………（1）
得P=35169N
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
D起重量(包含工艺加强资料)（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)
平行于P力方向的最小截面积(毫米2)
计算得τh=Mpa
τh=Mpa﹤[τh
所以，吊耳焊缝强度满足要求。
图1
图2
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）吊耳正面（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）；
计算之巴公井开创作
结论
1.原始数据：
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）
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)
板梁吊耳强度校核
板梁吊耳强度校核
L 板梁最重75.3t ，80t 平臂吊起吊负荷为56.33t 。
按60t 计算，强度校核时可将吊耳分成两半，则每半受力30t 。
吊耳板厚40mm 。
如图所示。
1、拉应力校核：
如图 2 所示，A-A 截面是拉应力的危险截面
][/1max σσ≤=S N 其中][σ材料许用拉应力，取16MPa
2、吊耳计算
L 板梁最重75.3t ，起吊采用scc3200和70240/80t 平臂吊台吊，按照所分负荷为56.33t 。
按60t 计算。
强度校核时可将吊耳分成两半，则每半受力30t 。
吊耳板厚40mm 。
2、拉应力计算：
A-A 截面是拉应力的危险截面
][/1max σσ≤=S N 其中][σ材料许用拉应力，取16MPa
Pa LH FK A FK 7.77.07.51)10200(2/10302.12//3=⨯⨯-⨯⨯⨯===ϕ
σ
MPa MPa h 12][7.7=≤=τσ 安全
A---焊缝面积，L---焊缝长度，按设计长度减去10mm ，H---焊缝高度，按17.5mm 计算，ϕ---焊缝折减系数，][h τ---焊缝许用剪应力。
吊耳计算
=1.1×25×9800／30×80×（22500+1600）／22500－1600）=129Mpa＜180Mpa
故安全。
a.当吊耳受拉伸作用，焊缝不开坡口或小坡口时，属于角焊缝焊接，焊缝强度按《钢结构设计规范》中式7.1.3-1校核，即：
（2）
式中：
—垂直于焊缝方向的应力，MPa；
＝1.4×25×98000／0.7×10（600－2×10）1.22×2=34.6MPa＜180Mpa
N—焊缝受力，N=kP=1.4P,其中k=1.4为可变载荷分项系数，N;
—角焊缝的计算厚度， ， 实际长度减去 ，mm；
—角焊缝的强度设计增大系数，取 ；
—角焊缝的强度设计值，N/mm2；
抬尾吊耳在受力最大时为拉伸状态，按吊耳受拉伸校核焊缝强度。
由式（2）按角焊缝校核
（1）
式中：
k—动载系数，k=1.1；
—板孔壁承压应力，MPa；
P—吊耳板所受外力，N；
δ—板孔壁厚度，mm；
d—板孔孔径，mm；
R—吊耳板外缘有效半径，mm；
r—板孔半径，mm；
—吊耳板材料抗剪强度设计值，N/mm2；
载荷P=25t的板式吊耳，材质Q345A。选择55t卸扣，卸扣轴直径70mm，取板孔r=40mm，R=150mm，， 。Q345A强度设计值 =180Mpa。
潜艇分段板式吊耳强度校核
中 图分 类 号 ： ６ １４ Ｕ ６． ３ 文 献标 识 码 ： Ａ
Ｓｔｅ ｔ ａ ｃ ｌ ｔｏ ｎｄ ｃ ｅ ｋ ｏ ｈ ｉｔｎｇ ｌ ｇ ｏ ｒ ｎｇ ｈ ｃ ｌ ｕ ａ ｉ ｎ ａ ｈ ｃ ｆｔ ｅ ｌ ｉ ｕ ｎ ｆ
ｓ ｍ ａ ｉ ＵｂＳ ｃ ｌ ｕｂ ｒ ｎｅ Ｓ ｅ ｔ ｏｎ
Ｏｃ ． ０ ７ ｔ２ ０
潜 艇 分段 板 式 吊耳 强度 校 核
肖文 勇
（ 国舰 船 研 究设 计 中心 ， 汉 ４０ ６ ） 中 武 ３ ０ ４
摘
要： 分析潜艇分段顶部 吊耳的受力 ， 介绍动载综合系数的选取 ， 针对设备 吊装过程中 吊耳所承受 的拉
伸、 剪切和弯曲进 行强度计算 ， 采用有 限元软件 Ａｎ ｙ 建立 吊耳模 型 ， 吊耳强度进行校核 ， 同类 型吊耳设 ｓｓ 对 为 计提供参政 。 关键词 ： 潜艇分段 ； 吊耳 ； 强度计算 ； 有限元
龙 门吊把潜艇 分段 吊至营地 基础 上安装 。在 这三 次起 吊过程 中 ， 吊耳 起着 至关重要 的作 用 。
吊耳 的重 要性 在 制 造 、 运输 和 安 装过 程 中容
潜艇 分段 起 吊示意 图见 图 １ 。确定 吊耳及 设
备 重心位 置 ， 计算 吊耳 承 受 的载 荷 。计算 模 型 选
ＸＩ ＡＯ ｅ ｙ ｎｇ Ｗ ｎ－ ｏ
（ ｉ ａ Ｓ ｉ ｓｇ ｎ ｓ ａ ｃ ｎ ｅ ，Ｗ ｕ ａ ３ ０ ４，Ｃｈ ｎ ） Ｃｈ ｎ ｈ ｐ Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｃｅ ｔ ｒ ｈｎ４ ０ ６ ｉａ Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｏ ｃ ｓ ｏ ｅ ｓｌ ，ｓ ｅ ｒ ｎ ｅ ｄ ｎ ｃ ｉｇ ｕ ｏ ｈ ｉ ｉ ｇ ｌ ｇ ｉ ｈ ｐ ｅ ｆｔ ｅ ｓ ｂ ｒｎ ｅｆ ｒ ｅ ｆｔｎ ｉ ｅ ｈ ａ ｄ ｂ ｎ ｉ ｇ ａ ｔ ｐ ｎ ｔ ｅ ｌ ｔｎ ｕ ｎ ｔ ｅｕ ｐ ｒ ｈ ｕ ｍａ ｉ ｅ ａ ｎ ｆ ｏ ｓ ｂ ｅ ｔ ｎ ｉ ｑ ｉｍｅ ｔｌ ｔ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｓｗｅ ｌ ｓ ｔ ｅｄ ｎ ｍ ｉ ｌ ａ ｏ ｆｉｉｎ ｒ ｎ ｌｚ ｄ ｕ ｓ ｃ ｉ ｎ ｅ ｕ ｐ ｎ ｉ ｉ ｒ ｃ ｓ ，ａ ｌ ａ ｈ ｙ ａ ｃ ｏ ｄ ｃ ｅ ｆ ｅ ｔ ｗｅ ｅａ ａ ｙ ｅ ．Ｔｈ ｉ ｉ ｌ — ｏ ｆｎ ｃ ｋ ｅｆ ｔ ｅｅ ｎ ｅ ｍ ｅ ｔｍｏ ｅ ｆｔ ｅｌ ｔ ｇ ｌ ｇ ｗａ ｓ ａ ｌ ｈ ｄ ｉ ｎ ｄ ｌ ｈ ｉ ｉ ｕ ｓｅ ｔ ｂ ｉ ｅ ｎ ＡＮＳ ｏ ｆｎ ｓ ＹＳ，ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｒ ｓ ｅ ｒ ａｃ ｌｔ ｄ ｔ ｈ ｃ ｔ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｈ ｔ ｅ ｓ ｓｗｅ ｅ ｃ ｌｕ ａ ｅ Ｏ ｃ ｅ ｋ ｉｓｓ ｒ ｃ ｕ — ａ ｓ ｒ ｎ ｔ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ａ ｅ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｙ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆ ｉ ｉ ｒ ｌ ｔ ｇ ｌ ｇ ． ｌ ｔｅ ｇ ｈ ｅ ｒ ｓ ｌ ｃ ｎ ｂ ｅ ｅ ｅ ｃ ｄ ｂ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｍ ｌ ｉ ｉ ｕ ｓ ｓ ｓ ａ ｆｎ Ｋｅ ｒ ｓ ｕ ｍａ ｉｅ ｓ ｂ ｅ ｔｏ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ｂ ｒ ｕ ｓ ｃ ｉｎ；ｌ ｔ ｇ ｌｇ；ｓ ｒ ｎ ｔ ａ ｃ ｌｔ ｎ；ＦＥＭ ｎ ｉ ｉ ｕ ｆｎ ｔｅ ｇ ｈ ｃｌｕａｉ ｏ
大型炼化设备管式吊耳的设计校核
Ａ ＝丌 ｔ ｌ （ Ｄ ｌ ～ ｔ １ ） ＋ ２ Ｄ 。 ｔ ２ ＋ ４ Ｈｔ ２ － ９ ｔ ：
钢丝 绳对 管式 吊耳 的水平 拉应 力 为 ：
一
（ 式７ ）
吊耳及 加 固等） ， 吊耳承 担 的提升 重 量 即为 １ ９ ０ ０ ｔ ， 单 个 吊耳 承重 ９ ５ ０ ｔ ， 吊耳 材质 为 Ｓ Ａ３ ８ ７ 一 ＧＲｌ ｌ Ｃ Ｌ ２钢 材 ，
图 １ 主 吊耳 的结 构 形 式
１ ． ２ 管式 吊耳弯 曲强 度校核
在 对 管 式 吊耳 进 行 强度 校 核时 ， 为 了安全 考虑 ， 通
载相对较小可忽略不计， 单个吊耳计算公式为［ ３ １ ：
Ｆ Ｇ ｌ ＝— １ Ｋｄ ｍＧ 式中： Ｆ 。 一 竖直 时单个 吊耳 承载载 荷 ， ； Ｋ厂 惯 性 力 、动 载 以及 偏 重 影 响 系 数 ，一 般 取
项 目 设计参数 ５ ０
（ ｍｍ）
ｔ ２ ４ ０
ｂ ４ ０
“ ３ ０ １ ５ ０
ｔ ｅ ７ ０
ｔ ７ ４ ０
ｈ 。 ５ ０
１ ． ３ 管式 吊耳 剪切 强度校 核
管 式 吊耳 剪切 应 力校核 公式 为 ： ｒ＝Ｆ Ｇ１ ／ Ａ≤［ ｒ 】 （ 式 ｌ ０ ）
了能够 安 全高 效 的完 成 吊装 ，对 管 式 吊耳进 行 设计 校
核尤为 重要 。本文对 管 式 吊耳 的 危险截 面 、 焊 缝截 面进 行 了分 析 ， 并对 吊耳进 行 了强度 和模 态有 限元分 析 。
１管式 吊耳的设计校核
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。
ANSYS吊耳强度校核汇报
01 吊耳介绍 02 规范设计 03 数值模拟 04 总结反思
02
01 PART ONE
吊耳介绍
1.吊耳介绍
D型吊耳
BA型型吊吊耳耳
02 规范设计 PART TWO
2.规范设计
2.规范设计
b7 7
选择D型吊耳更合适
2.尺寸设计
2.尺寸设计
板架结构屈曲分析 08
2.吊耳三视图
2.强度校核因为对ANSYS Nhomakorabea还不够熟练，有些 不合理和值得改进 的地方，欢迎大家 提出，共同交流。
欢迎老师指点
Thanks for Listening
大连理工大学
船舶学院
Dalian University of Technology
赵磊
/solu asel,s,loc,y,70 nsla,r,1 d,all,all nsel,s,loc,y,-170 sf,all,pres,-70 alls solve
载荷和边界条件加载
1环面固支 2地面加载荷
4.总结反思
看见实体，首 先要理清建模思路
网格的控制， 需要在不断尝试修 改。
边界条件简化 和加载直接影响结 果的准确性，需要 考虑全面
吊耳危险截面 强度校核
吊耳强度校 核
耳孔与插销 接触强度校核
吊耳与被吊件 焊缝
强度度校核
03 数值模拟
PART THREE
3.建模与网格划分
载荷和边界条件加载
耳孔销 接触强度校核
1底面固支 2给上环面加均布面荷载
1给上环面固支 2底面施加局部荷载
Mshape,0,3d Mshkey,1 Vsweep,all Nummrg,all /solu asel,s,loc,y,70 nsla,r,1 sf,all,pres,70 nsel,s,loc,y,-170 d,all,all alls solve
起重吊耳的设计(仅限借鉴)
第二章 起重吊耳一、起重吊耳的强度计算 (1) 吊耳的允许负荷按下式计算 nCDP ＝式中： P − 吊耳允许负荷D − 起重量(包括工艺加强材料) C − 不均匀受力系数 C ＝1.5～2 n − 同时受力的吊耳数 (2) 吊耳的强度按下列公式校验1、正应力 ][minσσ<F P＝Ksσσ＝][2、切应力 ][minττ<A P＝][6.0][στ＝式中： min F − 垂直于P 力方向的最小截面积(毫米2) min A − 平行于P 力方向的最小截面积(毫米2) [σ] − 材料许用正应力(牛/毫米 2 ，即兆帕) K − 安全系数，一般取K ＝2.5～3.0 s σ− 钢材的屈服极限，按选用的钢材厚度取值。
Q235 δ≤16mm, s σ=235Mpa; δ>16～40mm, s σ=225Mpa;δ>40～60mm, s σ=215Mpa;16Mn δ≤16mm, s σ=345Mpa; δ>16～25mm, s σ=325Mpa; δ>25～36mm, s σ=315Mpa; δ>36～50mm, s σ=295Mpa; δ>50～100mm, s σ=275Mpa 。
3、吊耳的挤压强度[]s s s d Fσσσσδσ42.07.06.0'6.0*=⨯=⨯<＝＝厚度铰轴挤压在一般情况下吊耳强度仅校验其剪切强度即可，当有必要时也可校验其弯曲强度。
(3) 吊耳的焊缝强度计算 1、吊耳装于面板之上i 、开坡口、完全焊透。
22=a K K 7.0=][σσ≤=dlp单吊耳 ][σσ≤=∑F p有筋板吊耳 ii 、不开坡口 ][ττ≤=∑la p式中： P − 作用于吊耳的垂直拉力(N)。
∑F − 焊接于面板的所有吊耳板和筋板面积总和(mm 2)。
∑l − 焊缝总长度(mm)。
[σ]− 焊缝许用正应力(N/mm 2)。
通用吊耳强度校核公式
）： 板厚 板厚
Q345 材质不对会显示错误信息 30 50 mm mm
T
抗拉强度合格，抗剪强度不合格
）： 板厚
Q235 材质不对会显示错误信息 20 mm
T 抗剪强度均合格 必须为：Q235或 不适用于吊耳侧
无重磅板情况
实际承重量： 5 T 49000 N 不均匀受力系数： 1.5 1.5～2 材质（必须为：Q235或Q345）： 安全系数： 2.5 2.5～3 面积： 2000 mm2 主板外径(半径): 75 屈服强度δs： 225 Mpa 内径(直径)： 50 许用抗拉强度[δ]： 90 Mpa 实际拉应力δ： 37 Mpa 许用抗剪强度[τ]： 54 Mpa 吊耳允许吊重： 7 抗拉、抗剪强度均 实际剪应力τ： 37 Mpa 判断结果： 使用方法：①在绿色区域按相应单位输入对应的参数和材质（必须为 Q345），系统自行计算并判断结果（见橙色区域）。 ②.以上计算仅仅适用于钢丝绳与吊耳中心线夹角为0～30°情况,不适用于吊耳 面吊装情况（即钢丝绳与吊耳中心线夹受力系数： 安全系数： 面积： 屈服强度δs： 许用抗拉强度[δ]： 实际拉应力δ： 许用抗剪强度[τ]： 实际剪应力τ： 160 1.5 2.5 27700 295 118 85 71 85 T 2.5～3 mm2 Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa 吊耳允许吊重： 判断结果： 133 抗拉强度合格 重磅板外径(直径): 主板外径(半径): 内径(直径)： 360 215 140 1568000 N 1.5～2 材质（必须为：Q235或Q345）：
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。
吊耳强度计算书
计算之答禄夫天创作创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日结论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=410Mpa2.1 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(包含工艺加强资料)（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)[] 资料许用正应力，[τ]资料的许用切应力，=65（Mpa）钢材的屈服极限，按选用的钢材厚度取值。
计算吊耳正应力：吊耳切应力：τ=9.4Mpa﹤[τ]=65Mpa所以吊耳强度满足要求。
τh=16.8Mpa ﹤所以，吊耳焊缝强度满足要求。
结论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）吊耳正面（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，mm3. 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)3.2.2 切应力将P=35169N，Amin=150×25mm²=3750mm²，代入公式 (3)计算结论τ=9.4Mpa﹤[τ]=65Mpa所以，吊耳强度满足要求。
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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。
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。
若吊耳加强板之间焊缝强度、吊耳抗拉、抗剪强度及吊耳与板梁之间焊缝强度均满足强度要求，则可确定该吊耳符合设计。
七、实例计算1．A 板梁G A =6.9t ，θA max=arctg(3000/800)，则cos θA max =0.2577。
1.1吊耳加强板之间焊缝强度计算σA =2×6.9×104/16×（3.14×220-1）×12×0.7×0.2577=5.8Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳加强板之间焊缝强度满足要求。
1.2吊耳抗拉、抗剪强度计算依据确定的危险截面，σA max =2×6.9×104/4×13280×0.2577=10.08Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳抗拉、抗剪强度满足要求。
1.3吊耳与板梁之间焊缝强度计算σA ＇=2×6.9×104/16×（400-1）×20×0.7×0.2577=6Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳与板梁焊缝强度满足要求。
因此，A 板梁吊耳满足要求。
2．B 板梁G B =42.97t ，θB max=arctg(3000/1500)，则cos θB max =0.4472。
2.1吊耳加强板之间焊缝强度计算σB =2×42.97×104/16×（3.14×220-1）×12×0.7×0.4472=20.72Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳加强板之间焊缝强度满足要求。
2.2吊耳抗拉、抗剪强度计算依据确定的危险截面，σB max =2×42.97×104/4×13280×0.4472=36.2Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳抗拉、抗剪强度满足要求。
2.3吊耳与板梁之间焊缝强度计算σB ＇=2×42.97×104/16×（400-1）×2×0.7×0.4472=21.5Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳与板梁焊缝强度满足要求。
因此，B 板梁吊耳满足要求。
3．C 板梁G C =43.45t ，θC max=arctg(3000/1500)，则cos θC max =0.4472。
3.1吊耳加强板之间焊缝强度计算σC =2×43.45×104/16×（3.14×220-1）×12×0.7×0.4472=20.94Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳加强板之间焊缝强度满足要求。
3.2吊耳抗拉、抗剪强度计算依据确定的危险截面，σC max =2×43.45×104/4×13280×0.4472=36.6Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳抗拉、抗剪强度满足要求。
3.3吊耳与板梁之间焊缝强度计算σC ＇=2×43.45×104/16×（400-1）×2×0.7×0.4472=21.74Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳与板梁焊缝强度满足要求。
因此，C 板梁吊耳满足要求。
4．D 板梁G D =64.74t ，θD max=arctg(3000/1400)，则cos θD max =0.4229。
4.1吊耳加强板之间焊缝强度计算σD =2×64.74×104/16×（3.14×220-1）×12×0.7×0.4229=33Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳加强板之间焊缝强度满足要求。
4.2吊耳抗拉、抗剪强度计算依据确定的危险截面，σD max =2×64.74×104/4×13280×0.4229=57.64Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳抗拉、抗剪强度满足要求。
4.3吊耳与板梁之间焊缝强度计算σD ＇=2×64.74×104/16×（400-1）×2×0.7×0.4229=34.26Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳与板梁焊缝强度满足要求。
因此，D 板梁吊耳满足要求。
5．E 板梁G E =25.99t ，θE max=arctg(2750/1400)，则cos θE max =4537。
5.1吊耳加强板之间焊缝强度计算σE =2×25.99×104/16×（3.14×220-1）×12×0.7×0.4537=12.36Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳加强板之间焊缝强度满足要求。
5.2吊耳抗拉、抗剪强度计算依据确定的危险截面，σE max =2×25.99×104/4×13280×0.4537=21.56Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳抗拉、抗剪强度满足要求。
5.3吊耳与板梁之间焊缝强度计算σE ＇=2×25.99×104/16×（400-1）×2×0.7×0.4537=12.82Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳与板梁焊缝强度满足要求。
因此，E 板梁吊耳满足要求。
6．F 板梁G F =27.97t ，θF max=arctg(2850/1200)，则cos θF max =0.3881。
6.1吊耳加强板之间焊缝强度计算σF =2×27.97×104/16×（3.14×220-1）×12×0.7×0.3881=15.6Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳加强板之间焊缝强度满足要求。
6.2吊耳抗拉、抗剪强度计算依据确定的危险截面，σF max =2×27.97×104/4×13280×0.3881=27.14Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳抗拉、抗剪强度满足要求。
6.3吊耳与板梁之间焊缝强度计算σF ＇=2×42.97×104/16×（400-1）×2×0.7×0.4472=16.2Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳与板梁焊缝强度满足要求。
因此，F 板梁吊耳满足要求。
7．G 板梁G G =23.145t ，θG max=arctg(3600/1200)，则cos θG max =0.3162。
7.1吊耳加强板之间焊缝强度计算σG =2×23.145×104/16×（3.14×220-1）×12×0.7×0.3162=15.8Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳加强板之间焊缝强度满足要求。
7.2吊耳抗拉、抗剪强度计算依据确定的危险截面，σG max =2×23.145×104/4×13280×0.3162=27.56Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳抗拉、抗剪强度满足要求。
7.3吊耳与板梁之间焊缝强度计算σG ＇=2×23.145×104/16×（400-1）×2×0.7×0.3162=16.4Mpa ＜][σ，][τ，故吊耳与板梁焊缝强度满足要求。
因此，G 板梁吊耳满足要求。