机械社区

 找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 7337|回复: 12

关于6061上车螺纹强度的计算?

[复制链接]
发表于 2014-9-11 18:30:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
一根6061铝杆,直径Φ90mm,一端30mm车M86X3螺纹长30mm用于吊装,铝杆上承受大越2.5吨的重量,要求校核端部螺纹是否会破坏?4 t% a+ T5 n3 A, X- E1 ^" y
计算如下:按照螺纹牙的强度计算公式:: C1 q) v. A/ l" P4 g3 R
      1.剪切强度条件 τ=F/(πdbu)≤[τ]  则 F=[τ]πdbu,式中d为螺纹大径Φ86mm, b为螺纹牙根部厚度,根据普通螺纹基本牙型可以算得b=P-P/8-P/4=5/8P=5/8*3=1.875mm,  u为螺纹工作圈数,u=H/P,H为螺纹长度30,则u=30/3=10圈,    许用应力[τ]按[σ]=σs/(3~5),[τ]=0.6[σ]计算,6061的σs=276MPa,则[τ]=0.6σs/5=0.6*276/5=33.12MPa,  则F=[τ]πdbu=33.12*3.14*86*1.875*10N=167.784KN;& k9 E) s; w6 d1 ?0 O
       2.弯曲强度条件 σ=6FL/(πdb^2u)≤[σ]  则F=[σ]πdb^2u/(6L),式中L为弯曲力臂,L=d-d2/2,中经d2=d-0.6495P,则L=d-(d-0.6495P)/2=86-(86-0.6495*3)=0.974mm,  [σ]=σs/(3~5)=276/5=55.2,  则F=[σ]πdb^2u/(6L)=55.2*3.14*86*1.875^2*10/(6*0.974)N=89.67KN;% Z+ }) p7 d+ P$ `' [" x8 F1 i
        3.按F=89.67KN计算,能够承受的重量M=F/g=89.67/9.8吨=9.15吨≥2.5吨;) c+ N6 w: s; t& h4 f5 r" ?7 z  _
        4.故端部螺纹不会破坏;3 T4 b! m* R! e% [* e8 k) K  a
上面计算中,许用应力[τ]按[σ]=σs/(3~5),[τ]=0.6[σ]计算,是按普通钢材计算的,但材料为6061,不知道在这样计算是否合适?
! V6 M4 I8 |  f+ X铝材上的螺纹许用应力是多少?  Y3 A2 L0 k* W2 f$ N( H9 R
回复

使用道具 举报

发表于 2014-9-12 11:34:50 | 显示全部楼层
本帖最后由 dongst 于 2014-9-12 11:35 编辑 % \+ V) [7 t0 G  [- v2 E

7 T: q0 |; O& Q8 D5 z7 X螺纹破坏,一看螺杆强度,二看是否滑牙。7 x  w6 A( l" c
2.5T的轴向的拉力在螺杆上产生的应力只有1~2MPa,所以主要是滑牙的情况。9 ^/ z& i- z) B# L; v' F* }
2.5T的力,大约40%会作用在第一圈上,所以第一圈载荷10KN。
; a, O0 c; P% Y, R: r; J) s- I一圈螺纹面积约585mm^2.8 S' f2 y) k# u
所以第一圈螺纹上产生的剪切应力约为17MPa。
5 Q. R3 s3 J+ G% m这个6061杆件是变形铝,不知道有没有经过热处理,如果没有,那屈服强度不会超过55MPa。
& b3 g4 p4 Q6 c6 Y所以许用剪切强度不过55/(n*1.732)=31.75MPa/n/ j! x7 L, n! M, W5 f4 n% L
所以如果没什么冲击,速度不快的吊装,我认为也不会滑牙。
* Y9 S1 x/ F3 |2 w* u
" g% b( \* x1 v5 D$ V# w3 k: q另外,我不是很理解楼主为何计算弯曲强度。! I! {* g" G0 z' S- y
2 ^! }/ K$ r, L; c% u5 C" I
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2014-9-12 12:28:44 | 显示全部楼层
dongst 发表于 2014-9-12 11:34
# @9 u$ P# R9 Y! k  w9 Z螺纹破坏,一看螺杆强度,二看是否滑牙。2 ^2 A. X* b/ v, n' x0 Q. ?
2.5T的轴向的拉力在螺杆上产生的应力只有1~2MPa,所以主要是滑牙 ...
; H- ^  N4 L+ Z6 s% g
如果将一圈螺纹沿螺纹大径d处展开,则可以看做是长度为πd的悬臂梁,假设螺纹所承受的压力作用在以螺纹中经d2为直径的圆周上,则螺纹不仅受压力作用,还将承受弯矩作用。/ _' Z6 H  x6 E
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2014-9-12 12:48:54 | 显示全部楼层
如果按照螺纹第一圈承受1/3载荷,对螺纹第一圈进行校核,则上面计算公式  2.弯曲强度条件的计算可改为1/3F=[σ]πdb^2/(6L),则F=8.967*3=26.9KN,  则能够承受的重量M=F/g=26.9/9.8吨=2.745吨≥2.5吨,所以端部螺纹强度足够。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2014-9-13 09:28:35 | 显示全部楼层
用软件做了一下应力分析,承受2.5吨的重量,螺纹根部最大应力达到72.83MPa,已经大于55.2MPa,那螺纹根部会不会破坏那?

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册会员

x

点评

载荷是直接加载在右端面上的,不具有依次递减的作用,但这样简化加载后,载荷就应该不是只作用在前几圈,也就是前几圈的载荷应该小于它们实际应该承受的载荷,那么仿真的应力也应该小于实际应力  发表于 2014-9-18 21:38
网格划分使用的是AutoGEM自动划分,边界条件是固定左端面,右端面上加载压力  发表于 2014-9-18 21:33
载荷作用在前几圈,依次递减,你认为你的云图是否有依次递减的特性?如果没有,那显然是模拟用的边界模型不对!  发表于 2014-9-15 12:12
你是怎么划分网格及加载边界条件的? 有限元不能生搬硬套!  发表于 2014-9-15 12:09
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2014-9-13 16:30:17 | 显示全部楼层
学习来了朋友大师们
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2014-9-17 21:16:42 | 显示全部楼层
我把你们的讨论保存了慢慢学习学习
$ @7 L9 P' S8 i. D
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2014-9-18 22:47:11 | 显示全部楼层
按照第四强度理论对应力进行校核:
/ N( w4 ~8 J* t( x$ x1.τ=1/3F/(πdb)=1/3*2500*9.8/(3.14*86*1.875)=16.129MPa;2 H" D0 S2 L& ]) U, ?
2.σ=1/3*6FL/(πdb^2)=1/3*6*2500*9.8*0.974/(3.14*86*1.875^2)=50.272MPa;
- X# L8 Q' `: e+ x5 N3.σ1=σ/2+√((σ/2)^2+τ^2)=55MPa
+ Y5 Z9 d9 T4 v! f/ X   σ2=0MPa* b6 A3 e4 q) t% h4 O5 I- `
   σ3=σ/2-√((σ/2)^2+τ^2)=-4.732MPa: I4 |$ m* o9 r2 z
   σr4=√(0.5((σ1-σ2)^2+(σ2-σ3)^2+(σ3-σ1)^2))=57.512MPa;: T8 [2 e* H; ~7 E1 u
4.σr4≥55.2MPa,故螺纹强度不足。
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2014-11-26 20:46:14 | 显示全部楼层

* B" o+ |, C4 O, G+ X, z/ B
7 u2 x4 a, Q) d9 B大使首楼有点笔误~/ ^; d; m$ ]5 @) O

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册会员

x
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2014-12-2 09:56:34 | 显示全部楼层
yhn567 发表于 2014-11-26 20:46
; C) H, U! s" @4 u/ h大使首楼有点笔误~
6 G2 g1 }' g! N) r% x( X; w' K
恩,呵呵,没注意,谢谢啦!
# W7 v8 Z* |5 T6 J* \, _
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

小黑屋|手机版|Archiver|机械社区 ( 京ICP备10217105号-1,京ICP证050210号,浙公网安备33038202004372号 )

GMT+8, 2024-5-8 10:20 , Processed in 0.060037 second(s), 19 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.4 Licensed

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表