低碳鋼的抗壓強(qiáng)度值？

曉昀

988老師謝謝您能推心置腹指出問題！我真的很慚愧！我很不擅長鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，僅有的力學(xué)知識(shí)就是上大學(xué)時(shí)的材料力學(xué)基礎(chǔ)，機(jī)械設(shè)備中的其他計(jì)算還能對(duì)付，就是涉及鋼結(jié)構(gòu)的就膽怯，不騙你。我的師傅就是老板，細(xì)節(jié)的鋼結(jié)構(gòu)理論估計(jì)他也沒有。我們所做設(shè)備中最多的鋼結(jié)構(gòu)就是設(shè)備的撬體，但是那個(gè)受力分析沒有這么復(fù)雜。

    這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)我手勾了一個(gè)草圖給下面同事，但是他沒有表達(dá)出我的意思。可能這個(gè)問題我沒有敘述清楚。
    問題描述如下：
在一個(gè)四方形的底座上有兩根250x250的H鋼，高度為1800mm，2跟H鋼之間的距離為700mm，被試驗(yàn)設(shè)備寬度為650左右，并座在距離為700mm的2根H鋼上端，設(shè)備的主軸豎直向下。通過2個(gè)對(duì)稱布置的液壓油缸給設(shè)備主軸施加向下的力，一個(gè)油缸施加150噸；主軸再通過設(shè)備內(nèi)部的軸承將施加的力傳給設(shè)備兩邊的安裝軸上，再通過這2個(gè)安裝軸傳遞給H鋼。底座的高度也為250，與H型鋼是同類型鋼材。

無能

這跟油壓機(jī)相似，不過載荷是反向的。
9 _% r' V. N8 z) _- ]2 A" l但我們首先不考慮壓桿穩(wěn)定，只考慮彎曲。
2 U0 ]/ U4 Q; U- @作用在頂端上的150噸力，如果偏離H鋼軸心線一個(gè)微小夾角，會(huì)在底部產(chǎn)生多大的彎矩呢？
$ u9 G& d3 }* L. U  [, B- G假設(shè)偏角為0.5°，那么在底端產(chǎn)生彎矩sin0.5°*1.8m*150WN=23560Nm。
再假設(shè)頂端載荷偏離形心10mm，則又在全長產(chǎn)生彎矩150WN*0.01m=15000Nm。
! p; b7 K6 \- t( H/ t8 M共計(jì)在弱軸Wy上產(chǎn)生彎曲應(yīng)力38560Nm / 233 cm^3 = 165MPa。
) L9 g% Z, h- z2 f5 F要命的是，這時(shí)候柱子已經(jīng)有撓度，中間截面向水平移動(dòng)了一點(diǎn)，那么頂端載荷在中間截面上，是不是又產(chǎn)生了彎矩呢？這個(gè)咱考慮不過來，就先不考慮了。
設(shè)假若產(chǎn)生扭矩，則有可能是sin0.5°*150WN*0.01m=150Nm，這個(gè)有點(diǎn)小哈，咱們就忽略它先。
還有壓應(yīng)力150WN/8100mm^2=185MPa。
再加上制造安裝偏差，及H鋼在全長上的形狀誤差，在相應(yīng)截面上又產(chǎn)生應(yīng)力。
但是，你怎么能肯定偏角會(huì)小于0.5°，而偏心會(huì)小于10mm？
6 N. f2 o# ~" f, `5 T; Y" e2 p% ^# j所以問題麻煩去了，樓主這個(gè)設(shè)計(jì)若貿(mào)然就畫圖拿去制造，后果不堪設(shè)想。
/ r, u$ |4 l# e- F  D9 i* Y1 ~8 o1 j再看壓桿穩(wěn)定，它的公式是從“梁”的公式推導(dǎo)出來的，所以壓桿穩(wěn)定不是壓桿的問題，而是梁的問題。

: q2 k  z" s/ F建議用桁架結(jié)構(gòu)，首先構(gòu)造幾何不變體系（三角形格子），將長立柱分割成短立柱，最好分割成壓應(yīng)力控制的短粗桿，咱不會(huì)算穩(wěn)定，還不會(huì)算壓縮么，呵呵。
6 Z5 c3 f" w$ J其次精心設(shè)計(jì)梁柱節(jié)點(diǎn)，保證梁上的彎矩別傳遞到立柱上，這樣你的立柱就是“純立柱”了，理論就可以用上了。
* H% g  _" c; H2 _立柱是解決了，再來算梁，得保證梁是梁，別變成軸了，若是如H鋼這種開口截面，變成軸就脆弱了。
最后設(shè)計(jì)所有節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)若頂在H鋼的翅膀上，得用加強(qiáng)板加強(qiáng)翅膀，因?yàn)榇藭r(shí)翅膀從截面看，又是懸臂梁。

從整體到個(gè)體，從上面到下面，從中間截面到局部節(jié)點(diǎn)，所有的地方都考慮周全了，基本就沒事了，再出事就只能聽天由命了。為什么這么說呢？俺向來信命，覺得人算不如天算，所以地震計(jì)算還是免了，料想沒有人會(huì)在發(fā)地震時(shí)開機(jī)。再說了，美國世貿(mào)大廈設(shè)計(jì)的不好么？不還是照樣塌了？上海的那個(gè)大廈，吸取了911教訓(xùn)做的設(shè)計(jì)，據(jù)說飛機(jī)撞也沒事，但它真的能固若金湯么？人真的能勝天么？笑話！
. v7 _+ |7 y: }于是敝人的哲學(xué)體系就完備了，“盡人事而聽天命”。

我沒有設(shè)計(jì)過這種重型結(jié)構(gòu)，并且在工作中也幾乎都用不上做這種設(shè)計(jì)和計(jì)算，以上純粹是紙上談兵。

無能

998大俠果然是高手，做機(jī)械的竟然精通鋼結(jié)構(gòu)，令敝人嘆服！
敝人不才，斗膽試解大俠之回帖，說錯(cuò)了大家勿怪，純粹是紙上談兵。
  a* }- S# E8 V& E+ k
這是基本理論了，一個(gè)看應(yīng)力的狀態(tài)，一個(gè)看結(jié)構(gòu)狀態(tài)，
1 R/ u( G$ `; c" v
應(yīng)力對(duì)桿件中間截面而言，無非材力的拉壓剪扭彎，對(duì)節(jié)點(diǎn)而言，得上彈性力學(xué)，當(dāng)然這是嚇唬人的話，若用節(jié)點(diǎn)板或節(jié)點(diǎn)塊，查手冊(cè)即可。
! Z! D' d5 a: ?" X) u結(jié)構(gòu)狀態(tài)就是結(jié)構(gòu)形式了，剛架結(jié)構(gòu)還是桁架結(jié)構(gòu)，桁架結(jié)構(gòu)也分好多種的，剛架結(jié)構(gòu)也是。但歸根結(jié)底，一上有限元，全部搞定。
) R2 R! J: l  v( E) Z( K; s, J- Y0 E
舉幾個(gè)淺顯的例子，
4 P1 z3 Q# a" Y. B% F1 當(dāng)不滿足歐拉條件時(shí)，不是強(qiáng)度的問題，是穩(wěn)定性的問題，強(qiáng)度可以還富裕，但結(jié)構(gòu)已經(jīng)跨了，

+ K1 u# h# Q) Z% e這個(gè)就是壓桿穩(wěn)定的內(nèi)容了。為什么穩(wěn)定性排第一呢？實(shí)際是彎曲排第一，敝人在敝貼中說過，所有的應(yīng)力中彎曲應(yīng)力最厲害。

& a8 i! f2 w, P, r9 ^2 當(dāng)不滿足斜切條件時(shí)，不是被壓潰，而是被切剪所破壞了，此時(shí)抗壓值尚夠，但已經(jīng)破壞了，
. _% H+ J1 \- p7 Q+ P; G8 m$ q/ E$ K
9 L3 @6 H" V: L! R. ]' E+ c, ?4 R塑性材料的變形實(shí)際就是剪切變形，從微觀上說是晶體滑移，這個(gè)敝人學(xué)的不深。
4 @8 B6 q0 P+ b' u6 w* l不同的材料其剪切強(qiáng)度跟抗拉強(qiáng)度的比值也不同，分別有0.4，0.5，0.7的，為安全計(jì)我們一般取0.5，精確點(diǎn)取0.577，前面的大俠說了，分布是屈氏準(zhǔn)則與米氏準(zhǔn)則。
& j+ `2 F7 X& ]% i
3 當(dāng)不滿足擠壓條件時(shí)，材料的局部因擠壓已經(jīng)破壞，而整體結(jié)構(gòu)尚在，

' D9 V* h$ i; J/ f擠壓應(yīng)力最容易分布不均而引起應(yīng)力集中。就是一個(gè)四方的大鐵塊子壓在另一個(gè)四方的大鐵塊子上，接觸面從中心到邊緣每一點(diǎn)的應(yīng)力都不同，這個(gè)得用彈性力學(xué)來證明。根源是全部的微元體都要保證自己的平衡，從而得出滿足彈力全部15個(gè)方程的解。這個(gè)“負(fù)載均衡”的觀點(diǎn)敝貼中也提過，奇妙的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中也講究個(gè)“負(fù)載均衡”。何以故？老子說過，不患貧而患不均。
9 M1 t% T( E# `2 N$ a! }7 Y7 A$ |
4 當(dāng)連接結(jié)構(gòu)的沖切條件不夠的時(shí)候，立柱可能尚在，但結(jié)構(gòu)已經(jīng)損壞，
- w$ s% q% d! q7 V# G
節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)要比中間截面復(fù)雜。
至于說整體穩(wěn)定性，這個(gè)敝人不詳，但萬變不離其蹤，料想也是因?yàn)榱Ω淖兞怂�的方向，從而引起載荷性質(zhì)的改變，進(jìn)而將桿件變成了“梁”，敝貼中也曾提過。

JSBAO

通常承壓應(yīng)該問題不大，主要要考慮其他情況的

781595830

基于拉伸實(shí)驗(yàn)確定的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，最大應(yīng)變量受到塑性失穩(wěn)的限制，一般∈=1.0左右，而實(shí)際塑性變形的應(yīng)變往往比1.0大得多，因此，用拉伸實(shí)驗(yàn)確定的應(yīng)力-應(yīng)變曲線便不夠用了，而用壓縮實(shí)驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的應(yīng)變量∈=2，因此要獲得大變形程度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線需要用壓縮實(shí)驗(yàn)。所以你做壓縮實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然用壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線，用拉伸的話不夠用啊。

mixin0756

對(duì)在受壓狀態(tài)下工作的零件可以做壓潰試驗(yàn)，在一定的壓潰載荷下不開裂，且壓縮應(yīng)變量不超過額定值，才能保證材質(zhì)的使用性能。

冷水黃金

書到用時(shí)方恨少，郁悶，頂下！

無情、無我

材料都是怕拉不怕壓的，老師每次都這樣說，你這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)若是懸掛在"H"的中間應(yīng)屬壓彎組合，但考慮抗壓是不行的...還要考慮彎曲啊....