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      機械結構設計中的力學原則

      2021-12-8 9:55:25??????點擊:

      機械結構設計中要注意哪些力學原則?這篇文章告訴你,收藏起來慢慢看。

      1、強度計算和試驗準則

      (1)對承受較大負載或扭矩的鈑金位置,強度須經過計算,并安全合格

      (2)必要時須有試驗報告和數據。

      2、均勻受載準則

      (1)通過構件設計,使受力載荷分布均勻,載荷不集中可以保證同等條件下,承受的應力成倍增加。

      (2)連續性和載荷均勻分布的設計可以實現。


      3、力流路徑最短準則

      (1)力流優先走較短路徑,剛度最大的路徑。

      (2)力線連續。為提高構建剛度,盡量使力流路徑最短,越短則受力區域越小,累積變形就越小,剛度就提高。

      (3)盡量保證力流線路的直線狀態,這時力流路徑最短。


      4、減低缺口效應準則

      缺口效應的原因是力流在截面突變處,被迫急劇改變原有路徑,因而力流搶近道引起近道局部力線擁擠,應力急劇集中上升。


      解決措施:

      (1)避免截面突變的設計,尤其是避免力流截面急劇變??;

      (2)降低缺口附近的材料鋼度;

      (3)加預壓力應力;

      (4)避免力流突然轉彎,孔、槽、螺紋、臺肩等缺口處易發生;判定標準是界面尺寸變化的急劇程度。

      5、變形協調準則

      在力的傳遞中,構件會發生變形,變形不對稱、接觸面變形不匹配等都會引起走偏、應力集中等問題。

      解決措施:

      在接觸面處,降低構件在力流方向上的剛度,以便減少對另一構件變形的阻礙,使變形同步;如:軸承的軸固定架、天車的導軌。


      6、等強度準則

      (1)構件局部的應力和該處的材料許用值相等,省材料降能耗。

      (2)注意次要載荷的影響。


      7、附加力自平衡準則

      力傳遞中,出現的無用力或力矩,白白增加損耗,通過讓附加力自行平衡或抵消的方法解決。解決措施:

      1.平衡件;

      2.對稱安置。

      8、空心截面準則

      彎曲和扭轉應力在橫截面越遠離中心越大,橫截面中心很小,同等材料截面積情況下,空心的結構有更好的強度和剛度。


      空心也可以通過其他形式實現,不一定就得是圓管形;空心結構的壁厚不能太薄,否則發生局部皺折而喪失承載能力。

      9、受扭截面凸形封閉準則

      受扭轉作用的薄壁構件的截面避免開口形狀,抵抗剪切變形的能力低,扭轉剛度就低。


      10、最佳著力點準則

      力矢量經過橫截面扭轉中心,不會產生附加扭矩;多個力的作用節點盡量使力矢量交匯于一處,避免附加彎矩,降低應力水平。


      11、受沖擊載荷結構柔性設計

      在有沖擊載荷的情況下,加大其柔性,避免沖擊,但快速響應特性會下降。


      柔性準則的措施:

      (1)增加等截面桿的長度;

      (2)避免截面突變;

      (3)安裝緩沖器;

      (4)選用彈性模量小的材料。

      12、避免長壓桿失穩準則

      對金屬構件,壓應力是拉應力的多倍,但壓狀態下,失穩破壞會破壞強度,設計上應避免。

      注意檢查是否有細長桿受壓結構。

      改進措施有:

      (1)加大截面慣性矩;

      (2)減小壓桿長度;

      (3)加強支撐約束性;

      (4)截面形狀與約束方式的最優組合;

      (5)合理選材

      處于彈塑階段的中小柔度桿,用高強度鋼;

      對大柔度桿,高強度鋼不能提高其穩定性,須用普通鋼。

      13、熱變形自由準則

      使結構因為受熱的變形自由。


      具體措施:(1)留有熱變形的間隔(2)加膨脹節(3)或將管道做成彎的。