液压机横梁的强度与刚度的计算
横梁的强度与刚度的计算
由于横梁是三个方向上尺寸相差不太多的箱体零件，用材料力学的强度分析方法不能全面地反应它的应力状况。目前，在进行初步设计计算时，还只能将横梁简化为简支梁进行粗略核算，而将许用应力取得很低。按简支梁计算出的横梁中间截面的应力值和该处实测应力值还比较接近，因此作为粗略核算，这种方法还是可行的。但无法精确计算应力集中区的应力，那里的最大应力要大很多。
有限单元法的以展提供了比较精确地计算横梁各部分应力的可能性，因此，目前在设计横梁时，普遍使用有限单元法计算。但作为分析强度的基础，下面将介绍支梁算法。
当上下横梁刚度不够时，会给立柱带来附加弯矩。上横梁刚度如太小，或两个方向上刚度不一样，在液压缸加载时，上横梁和工作缸法兰的接触面会形成局部接触，使工作缸过早损坏。一般对横梁的刚度要求为立柱间每米跨度上挠度不超过0.15mm。由于横梁均属于跨度比较小而高度相对比较大的梁，因此在计算挠度时，除了考虑弯矩引起的挠度外，还必须计算由于剪力引起的挠度。
一、上横梁的强度与刚度的计算：
由于上横梁的刚度远大于立太平的刚度，因此可以将上横梁简化为简支梁，支点间距离为宽边立柱中心距。
（1）单缸液压机工作的公称力简化为作用于法兰半圆环重心上的两个集中力，如下图：
单缸液压机上横梁受力简图
最大弯矩在梁的中点：
M max =P/2（1/2－D/∏）
式中：P—液压机公称压力（N）；
D—缸法兰的环形接触面平均直径（cm）；
L—立柱宽边中心距（cm）。
最大剪力为：
Q =P/2
最大挠度在梁的中点：
?0=P/48EJ×(L/2－D/∏)×[3L2－4（L/2－D/∏）2]＋KPL/4GA[1－2（D/∏L）] ＝PL3/48EJ×[1－6（D/∏L）2＋4（D/∏L）3]＋KPL/4GA[1－2（D/∏L）]
式中：E—梁的弹性模量（N/㎝2）；
J—梁的截面惯性矩（cm2）；
G—梁的剪切弹性模量（N/㎝2）；
A—梁的截面积（cm2）；
K—截面形状系数，见式（2—80）。
（2）三缸液压机受力简图如下： P 2+Q 2P 2三缸液压机上横梁受力简图
Q 2
P 2+Q 2P 2Q 2
最大弯矩在梁的中段：
M max =P /2（L /2 － D /∏）＋Q ɑ
各段剪力为：
ɑ3段Q 1 =P /2+Q
ɑ2—ɑ3段Q 2 =1/2(P +Q )
ɑ1—ɑ2段Q 3 =P /2
式中： Q — 侧缸公称力；
P — 中间缸公称力；
ɑ — 侧工作缸中心线到支点的距离。
最大挠度在中点为：
?0 = PL 3/48EJ ×[1－6（D /∏L ）2＋4（D /∏L ）3]＋Q ɑL 2/8EJ [1－4/3（ɑ/L ）2
－4(d /∏L ）2]＋K /GA ｛Q ɑ－PL /4[1－2（D /∏L ）]｝
式中： d — 侧工作缸的法兰环形接触面平均直径。
二、活动横梁的强度及刚度计算：
对单缸液压机，一般只校核活动横梁承压面上的挤压应力，对铸铁许用挤压应力≤80MPa，对铸钢件（ZG35）许用挤压应力≤120MPa.对于三缸液压机，在两侧缸加压时，活动横梁承受弯矩，对于大型液压机，尚需考虑活动横梁的自重G，其受力简图如下：
G 2G 2
三缸大型液压机活动横梁受力图
P为侧缸公称力，简化为一个集中力，重力G/2的作用点近似地取为半边活动横梁的重心处，许用应力可取60-75MPa。
一般而言，活动横梁很少因为强度不够而损坏，但生产中曾出现过由于违章操作，而在下砧已撤出的情况下，将活动横梁停在限程套上而加压并引起破坏的事故。此外，在出砂孔及与柱塞联接的螺孔处，有出现裂纹的情况，这往往是由于联接螺钉松动而造成的。
三、下横梁的强度及刚度计算：
下横梁的受力情况经常随不同的工艺而变化，一般分以下4种情况来核算。
（1）集中载荷如对锻造液压机砧座的窄边，可看作集中载荷，受力简图如下：
P 2
P
2
P
下横梁集中载荷受力简图
图中简支梁的跨度为立柱窄边或宽边中心距由砧座的放置位置而定。最大弯矩：
M max = PL /4
最大挠度：
?max = PL3/48EJ－KPL/4GF
各符号代表意义同前。
（2）均布载荷一般是对砧座宽边或模锻，镦粗等情况，受力简图如下：
下横梁集中载荷受力简图
梁的强度和刚度计算.
梁的强度和刚度计算 1．梁的强度计算 梁的强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力，设计时要求在荷载设计值作用下，均不超过《规范》规定的相应的强度设计值。 （1）梁的抗弯强度 作用在梁上的荷载不断增加时正应力的发展过程可分为三个阶段，以双轴对称工字形截面为例说明如下： 梁的抗弯强度按下列公式计算： 单向弯曲时 f W M nx x x ≤=γσ （5-3） 双向弯曲时 f W M W M ny y y nx x x ≤+=γγσ （5-4） 式中：M x 、M y ——绕x 轴和y 轴的弯矩（对工字形和H 形截面，x 轴为强轴，y 轴为弱轴）； W nx 、W ny ——梁对x 轴和y 轴的净截面模量； y x γγ,——截面塑性发展系数，对工字形截面，20.1,05.1==y x γγ；对箱形截面，05.1==y x γγ；对其他截面，可查表得到； f ——钢材的抗弯强度设计值。 为避免梁失去强度之前受压翼缘局部失稳，当梁受压翼缘的外伸宽度b 与其厚度t 之比大于y f /23513 ，但不超过y f /23515时，应取0.1=x γ。 需要计算疲劳的梁，按弹性工作阶段进行计算，宜取0.1==y x γγ。 （2）梁的抗剪强度 一般情况下，梁同时承受弯矩和剪力的共同作用。工字形和槽形截面梁腹板上的剪应力分布如图5-3所示。截面上的最大剪应力发生在腹板中和轴处。在主平面受弯的实腹式梁，以截面上的最大剪应力达到钢材的抗剪屈服点为承载力极限状态。因此，设计的抗剪强度应按下式计算
v w f It ≤=τ （5-5） 式中：V ——计算截面沿腹板平面作用的剪力设计值； S ——中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩； I ——毛截面惯性矩； t w ——腹板厚度； f v ——钢材的抗剪强度设计值。 图5-3 腹板剪应力 当梁的抗剪强度不满足设计要求时，最常采用加大腹板厚度的办法来增大梁的抗剪强度。型钢由于腹板较厚，一般均能满足上式要求，因此只在剪力最大截面处有较大削弱时，才需进行剪应力的计算。 （3）梁的局部承压强度 图5-4局部压应力 当梁的翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷载且该荷载处又未设置支承加劲肋，或受有移动的集中荷载时，应验算腹板计算高度边缘的局部承压强度。 在集中荷载作用下，翼缘类似支承于腹板的弹性地基梁。腹板计算高度边缘的压应力分布如图5-4c 的曲线所示。假定集中荷载从作用处以1∶2.5（在h y 高度范围）和1∶1（在h R 高度范围）扩散，均匀分布于腹板计算高度边缘。梁的局部承压强度可按下式计算
液压机设计
1 绪论 1.1 液压机原理 液压机是一种利用液体压力能来传递能量，以实现各种压力加工工艺的机器。 液压机是一种可用于加工金属、塑料、木材、皮革、、橡胶等各种材料的压力加工机械，能完成断崖、冲压、折边、冷挤、校直、弯曲、成形、打包等多种工艺，具有压力和速度可大范围无级调整、可在任意位置输出全部功率和保持所需压力等优点，因而用途十分广泛。 液压机根据帕斯卡原理制成，其工作原理如图1所示。两个充满工作液体的具有柱寒或活塞的容腔由管道相连接，当小柱塞1上的作用力为F 1时，液体的压力为1 1 F p A = ，A 1为柱塞1的工作面积。根据帕斯卡原理：在密闭的容器中，液体压力在各个方向上是相等的，则压力p 将传递到容腔的每一点，因此，在大柱塞2上特产生向上的作用力F 2，迫使工件3变形，且 2 21 1 A F F A = 式中：A 2——大柱塞2的工作面积。 图1-1液压机工作原理 1--小柱塞 2--大柱塞 3--工件 液压机的机构形式很多，其中以四柱立式液压机最为常见。液压机一般由本体(主机 )
及液压系统两部分组成。最常见的液压机本体结构简图如图2所示。它由上横梁1、下横梁3、四个立柱2和十六个内外螺母组成一个封闭框架，框架承受全部工作裁荷。工作缸9固定在上横梁1上，工作缸内接有工作柱塞8，它与活动横粱7相连接。活动横梁以四鞘立柱为导向，在上、下横哭之间接复运动。在活动横梁的下表面上，一般固定有上模(上砧)，而下模(下砧)则固定于下横粱上的工作台上。当高压液体进人工作缸后，在工作柱塞上产生很大的压力，并推动柱塞、活动横梁及上模向下运动，使工件5在上、下模之间产生塑性变形。回程缸4固定在下横梁上，其中有回程柱塞6，它与活动横梁相连接。回程时，工作缸通低压，高压液体进入回程缸，推动回程柱塞6向上运动，带动活动攒粱回到原始位置，完成一个工作循环。 图1-2液压缸本体图 1—上横梁 2—立柱 3—下横梁 4—回程缸 5—工件 6—回程柱塞 7活动横梁 8—工作柱塞 9—工作缸
第八章梁的强度与刚度.
第八章梁的强度与刚度 第二十四讲梁的正应力截面的二次矩 第二十五讲弯曲正应力强度计算（一） 第二十六讲弯曲正应力强度计算（二） 第二十七讲弯曲切应力简介 第二十八讲梁的变形概述提高梁的强度和刚度
第二十四讲纯弯曲时梁的正应力常用截面的二次矩 目的要求：掌握弯曲梁正应力的计算和正应力分布规律。 教学重点：弯曲梁正应力的计算和正应力分布规律。 教学难点：平行移轴定理及其应用。 教学内容： 第八章平面弯曲梁的强度与刚度计算 §8-1 纯弯曲时梁的正应力 一、纯弯曲概念： １、纯弯曲：平面弯曲中如果某梁段剪力为零，该梁段称为纯弯曲梁段。 ２、剪切弯曲：平面弯曲中如果某梁段剪力不为零（存在剪力），该梁段称为剪切弯曲梁段。 二、纯弯曲时梁的正应力： １、中性层和中性轴的概念： 中性层：纯弯曲时梁的纤维层有的变长，有的变短。其中有一层既不伸长也不缩短，这一层称为中性层。 中性轴：中性层与横截面的交线称为中性轴。 ２、纯弯曲时梁的正应力的分布规律： 以中性轴为分界线分为拉区和压区，正弯矩上压下拉，负弯矩下压上拉，正应力成线性规律分布，最大的正应力发生在上下边沿点。
３、纯弯曲时梁的正应力的计算公式： （１）、任一点正应力的计算公式： （２）、最大正应力的计算公式： 其中：M---截面上的弯矩；I Z---截面对中性轴(z轴)的惯性矩； y---所求应力的点到中性轴的距离。 说明：以上纯弯曲时梁的正应力的计算公式均适用于剪切弯曲。
§8-2 常用截面的二次矩平行移轴定理 一、常用截面的二次矩和弯曲截面系数： １、矩形截面： ２、圆形截面和圆环形截面： 圆形截面 圆环形截面 其中：
桥式起重机主梁强度、刚度计算
桥式起重机箱形主梁强度计算 一、通用桥式起重机箱形主梁强度计算(双梁小车型) 1、受力分析 作为室用通用桥式起重机钢结构将承受常规载荷G P 、Q P 和H P 三种基本载荷和偶然载荷S P ，因此为载荷组合Ⅱ。 其主梁上将作用有G P 、Q P 、H P 载荷。 主梁跨中截面承受弯曲应力最大，为受弯危险截面；主梁跨端承受剪力最大，为剪切危险截面。 当主梁为偏轨箱形梁时，主梁跨中截面除了要计算整体垂直与水平弯曲强度计算、局部弯曲强度计算外，还要计算扭转剪切强度，弯曲强度与剪切强度需进行折算。 2、主梁断面几何特性计算 上下翼缘板不等厚,采用平行轴原理计算组合截面的几何特性。
图2-4 注：此箱形截面垂直形心轴为y-y 形心线，为对称形心线。因上下翼缘板厚不等，应以x ’— x ’为参考形心线,利用平行轴原理求水平形心线x —x 位置c y 。 ① 断面形状如图2-4所示,尺寸如图所示的H 、1h 、2h 、B 、b 、0b 等。 ② 3212F F F F ++=∑ [11Bh F =，02bh F =，23Bh F =] ③ Fr q ∑= (m kg /) ④ 3 21232021122.)21(2)2(F F F h F h h F h H F F y F y i i c +++++- =∑?∑= (cm ) ⑤ 2 233 22323212113 112 212)(212y F Bh y F h h H b y F Bh J x ?++?+--+?+= (4cm ) ⑥ 202032231)2 2(21221212b b F h b B h B h J y ++++= (4cm )
液压机设计.doc
1 绪论 1.1 液压机原理 液压机是一种利用液体压力能来传递能量，以实现各种压力加工工艺的机器。 液压机是一种可用于加工金属、塑料、木材、皮革、、橡胶等各种材料的压力加工机械，能完成断崖、冲压、折边、冷挤、校直、弯曲、成形、打包等多种工艺，具有压力和速度可大范围无级调整、可在任意位置输出全部功率和保持所需压力等优点，因而用途十分广泛。 液压机根据帕斯卡原理制成，其工作原理如图1所示。两个充满工作液体的具有柱寒 或活塞的容腔由管道相连接，当小柱塞1上的作用力为F 1 时，液体的压力为1 1 F p A =，A1为柱塞1的工作面积。根据帕斯卡原理：在密闭的容器中，液体压力在各个方向上是相等的， 则压力p将传递到容腔的每一点，因此，在大柱塞2上特产生向上的作用力F 2 ，迫使工件3变形，且 2 21 1 A F F A = 式中：A 2 ——大柱塞2的工作面积。 图1-1液压机工作原理 1--小柱塞 2--大柱塞 3--工件 液压机的机构形式很多，其中以四柱立式液压机最为常见。液压机一般由本体(主机)
及液压系统两部分组成。最常见的液压机本体结构简图如图2所示。它由上横梁1、下横梁3、四个立柱2和十六个内外螺母组成一个封闭框架，框架承受全部工作裁荷。工作缸9固定在上横梁1上，工作缸内接有工作柱塞8，它与活动横粱7相连接。活动横梁以四鞘立柱为导向，在上、下横哭之间接复运动。在活动横梁的下表面上，一般固定有上模(上砧)，而下模(下砧)则固定于下横粱上的工作台上。当高压液体进人工作缸后，在工作柱塞上产生很大的压力，并推动柱塞、活动横梁及上模向下运动，使工件5在上、下模之间产生塑性变形。回程缸4固定在下横梁上，其中有回程柱塞6，它与活动横梁相连接。回程时，工作缸通低压，高压液体进入回程缸，推动回程柱塞6向上运动，带动活动攒粱回到原始位置，完成一个工作循环。 图1-2液压缸本体图 1—上横梁 2—立柱 3—下横梁 4—回程缸 5—工件 6—回程柱塞 7活动横梁 8—工作柱塞 9—工作缸
液压机横梁的强度与刚度的计算
横梁的强度与刚度的计算 由于横梁是三个方向上尺寸相差不太多的箱体零件，用材料力学的强度分析方法不能全面地反应它的应力状况。目前，在进行初步设计计算时，还只能将横梁简化为简支梁进行粗略核算，而将许用应力取得很低。按简支梁计算出的横梁中间截面的应力值和该处实测应力值还比较接近，因此作为粗略核算，这种方法还是可行的。但无法精确计算应力集中区的应力，那里的最大应力要大很多。 有限单元法的以展提供了比较精确地计算横梁各部分应力的可能性，因此，目前在设计横梁时，普遍使用有限单元法计算。但作为分析强度的基础，下面将介绍支梁算法。 当上下横梁刚度不够时，会给立柱带来附加弯矩。上横梁刚度如太小，或两个方向上刚度不一样，在液压缸加载时，上横梁和工作缸法兰的接触面会形成局部接触，使工作缸过早损坏。一般对横梁的刚度要求为立柱间每米跨度上挠度不超过0.15mm。由于横梁均属于跨度比较小而高度相对比较大的梁，因此在计算挠度时，除了考虑弯矩引起的挠度外，还必须计算由于剪力引起的挠度。 一、上横梁的强度与刚度的计算： 由于上横梁的刚度远大于立太平的刚度，因此可以将上横梁简化为简支梁，支点间距离为宽边立柱中心距。 （1）单缸液压机工作的公称力简化为作用于法兰半圆环重心上的两个集中力，如下图：
单缸液压机上横梁受力简图 最大弯矩在梁的中点： M max =P/2（1/2－D/∏） 式中：P—液压机公称压力（N）； D—缸法兰的环形接触面平均直径（cm）； L—立柱宽边中心距（cm）。 最大剪力为： Q =P/2 最大挠度在梁的中点： ?0=P/48EJ×(L/2－D/∏)×[3L2－4（L/2－D/∏）2]＋KPL/4GA[1－2（D/∏L）] ＝PL3/48EJ×[1－6（D/∏L）2＋4（D/∏L）3]＋KPL/4GA[1－2（D/∏L）] 式中：E—梁的弹性模量（N/㎝2）； J—梁的截面惯性矩（cm2）； G—梁的剪切弹性模量（N/㎝2）； A—梁的截面积（cm2）； K—截面形状系数，见式（2—80）。
桥式起重机主梁强度、刚度计算
桥式起重机箱形主梁强度计算 一、通用桥式起重机箱形主梁强度计算(双梁小车型) 1、受力分析 作为室内用通用桥式起重机钢结构将承受常规载荷G P 、Q P 和H P 三种基本载荷和偶然载荷S P ，因此为载荷组合Ⅱ。 其主梁上将作用有G P 、Q P 、H P 载荷。 主梁跨中截面承受弯曲应力最大，为受弯危险截面；主梁跨端承受剪力最大，为剪切危险截面。 当主梁为偏轨箱形梁时，主梁跨中截面除了要计算整体垂直与水平弯曲强度计算、局部弯曲强度计算外，还要计算扭转剪切强度，弯曲强度与剪切强度需进行折算。 2、主梁断面几何特性计算 上下翼缘板不等厚,采用平行轴原理计算组合截面的几何特性。
图2-4 注：此箱形截面垂直形心轴为y-y 形心线，为对称形心线。因上下翼缘板厚不等，应以x ’— x ’为参考形心线,利用平行轴原理求水平形心线x —x 位置c y 。 ① 断面形状如图2-4所示,尺寸如图所示的H 、1h 、2h 、B 、b 、0b 等。 ② 3212F F F F ++=∑ [11Bh F =，02bh F =，23Bh F =] ③ Fr q ∑= (m kg /) ④ 3 21232021122.)21(2)2(F F F h F h h F h H F F y F y i i c +++++- =∑?∑= (cm ) ⑤ 2 233 22323212113 112 212)(212y F Bh y F h h H b y F Bh J x ?++?+--+?+= (4cm ) ⑥ 202032231)2 2(21221212b b F h b B h B h J y ++++= (4cm )
液压机上横梁的设计99
材料成形设备项目5MN三梁四柱铸造结构上横梁设计 指导老师：赵石岩 日期：2020-11-1
目录 一、活塞缸尺寸设计计算 (2) 二、立柱尺寸设计计算： (4) 三、立柱、工作台与横梁的布置 (4) 四、上横梁强度、刚度的计算 (4) 五、上横梁二维零件图 (10) 六、上横梁三维图仿真 (11) 七、有限元分析 (13) 参考文献 (14)
5MN 三梁四柱铸造结构上横梁设计 （单缸） 技术参数： 公称压力P ： 5 MN 介质压力p ： 31.5 MPa 最大工作行程S ： 480 mm 最大开间H ： 1000 mm 工作台尺寸L ×B （长×宽）：1100×900 mm 工作速度V ： 12 mm/s 一、活塞缸尺寸设计计算 1、活塞头直径： ()圆整到系列头mm m p P D 4504496.05 .315 44==??== ππ 2、活塞缸内径：mm D D 450==头内 3、活塞缸外径：[][]p D D 3-σσ内 外≥ []MPa 150~110≈σ 取[]MPa 150=σ mm D 5645 .313150150450 =?+≥外 4、各部分尺寸（见图1）：
()()()()mm S S R mm r R mm S h mm S t mm D D S 5.114.11572.02.0025~15.05.5625.5622525.025.0103578.12~5.11036.102578.12~5.157-2 1 11≈=?===≈=?===?===≈?==== 内外 5、法兰外径： [] g h F P σ≤ [] [] [] 24262 1025.6100625.080580100~80mm mm m P F MPa MPa F g h g g h ?=?== ≥ ==σσσ取触面积，为法兰和横梁的实际接 法兰直径： ()[] 可得由 外h h F R D D =+-2 2 4 π ()mm mm D D h h 62846.6271025.65.115644 2 2 ≈=?=+- 图1 液压缸各部分尺寸示意图
梁的刚度计算
梁得强度与刚度计算 １．梁得强度计算 梁得强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度与折算应力,设计时要求在荷载设计值作用下,均不超过《规范》规定得相应得强度设计值。 (1)梁得抗弯强度 作用在梁上得荷载不断增加时正应力得发展过程可分为三个阶段,以双轴对称工字形截面为例说明如下： 梁得抗弯强度按下列公式计算： 单向弯曲时 ?????(5-3) 双向弯曲时 ?????(5-4） ｙ轴式中：M x 、M y——绕x轴与y轴得弯矩(对工字形与H形截面,x轴为强轴， 为弱轴); W nx、Ｗny——梁对x轴与y轴得净截面模量; ——截面塑性发展系数,对工字形截面,;对箱形截面,;对其她截面，可查表得到; f ——钢材得抗弯强度设计值。 为避免梁失去强度之前受压翼缘局部失稳,当梁受压翼缘得外伸宽度b与其厚度t之比大于，但不超过时,应取。 需要计算疲劳得梁，按弹性工作阶段进行计算,宜取。 (2)梁得抗剪强度 一般情况下,梁同时承受弯矩与剪力得共同作用。工字形与槽形截面梁腹板上得剪应力分布如图5-3所示。截面上得最大剪应力发生在腹板中与轴处。在主平面受弯得实腹式梁,以截面上得最大剪应力达到钢材得抗剪屈服点为承载力极限状态。因此,设计得抗剪强度应按下式计算 ???????（5-5） 式中:V——计算截面沿腹板平面作用得剪力设计值; S——中与轴以上毛截面对中与轴得面积矩；
I——毛截面惯性矩; t w——腹板厚度; f v——钢材得抗剪强度设计值。 图５－３腹板剪应力 当梁得抗剪强度不满足设计要求时,最常采用加大腹板厚度得办法来增大梁得抗剪强度。型钢由于腹板较厚,一般均能满足上式要求,因此只在剪力最大截面处有较大削弱时,才需进行剪应力得计算。 (３）梁得局部承压强度 图5-4局部压应力 当梁得翼缘受有沿腹板平面作用得固定集中荷载且该荷载处又未设置支承加劲肋,或受有移动得集中荷载时，应验算腹板计算高度边缘得局部承压强度。 在集中荷载作用下,翼缘类似支承于腹板得弹性地基梁。腹板计算高度边缘得压应力分布如图5-4c得曲线所示。假定集中荷载从作用处以1∶2、5(在h y高度范围)与１∶1（在ｈR高度范围)扩散,均匀分布于腹板计算高度边缘。梁得局部承压强度可按下式计算 ???????（５-6) 式中:F——集中荷载,对动力荷载应考虑动力系数； ——集中荷载增大系数:对重级工作制吊车轮压,=１、３5；对其她荷载，＝１、0; ——集中荷载在腹板计算高度边缘得假定分布长度，其计算方法如下
液压机横梁的强度与刚度的计算
横梁的强度与刚度的计算 由于横梁是三个向上尺寸相差不太多的箱体零件，用材料力学的强度分析法不能全面地反应它的应力状况。目前，在进行初步设计计算时，还只能将横梁简化为简支梁进行粗略核算，而将用应力取得很低。按简支梁计算出的横梁中间截面的应力值和该处实测应力值还比较接近，因此作为粗略核算，这种法还是可行的。但无法精确计算应力集中区的应力，那里的最大应力要大很多。 有限单元法的以展提供了比较精确地计算横梁各部分应力的可能性，因此，目前在设计横梁时，普遍使用有限单元法计算。但作为分析强度的基础，下面将介绍支梁算法。 当上下横梁刚度不够时，会给立柱带来附加弯矩。上横梁刚度如太小，或两个向上刚度不一样，在液压缸加载时，上横梁和工作缸法兰的接触面会形成局部接触，使工作缸过早损坏。一般对横梁的刚度要求为立柱间每米跨度上挠度不超过0.15mm。由于横梁均属于跨度比较小而高度相对比较大的梁，因此在计算挠度时，除了考虑弯矩引起的挠度外，还必须计算由于剪力引起的挠度。 一、上横梁的强度与刚度的计算： 由于上横梁的刚度远大于立太平的刚度，因此可以将上横梁简化为简支梁，支点间距离为宽边立柱中心距。 （1）单缸液压机工作的公称力简化为作用于法兰半圆环重心上的两个集中力，如下图：
单缸液压机上横梁受力简图 最大弯矩在梁的中点： M max =P/2（1/2－D/∏） 式中：P—液压机公称压力（N）； D—缸法兰的环形接触面平均直径（cm）； L—立柱宽边中心距（cm）。 最大剪力为： Q =P/2 最大挠度在梁的中点： ?0=P/48EJ×(L/2－D/∏)×[3L2－4（L/2－D/∏）2]＋KPL/4GA[1－2（D/∏L）] ＝PL3/48EJ×[1－6（D/∏L）2＋4（D/∏L）3]＋KPL/4GA[1－2（D/∏L）] 式中：E—梁的弹性模量（N/㎝2）； J—梁的截面惯性矩（cm2）；
梁的刚度计算
梁的刚度计算 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
梁的强度和刚度计算 1．梁的强度计算 梁的强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力，设计时要求在荷载设计值作用下，均不超过《规范》规定的相应的强度设计值。 （1）梁的抗弯强度 作用在梁上的荷载不断增加时正应力的发展过程可分为三个阶段，以双轴对称工字形截面为例说明如下： 梁的抗弯强度按下列公式计算： 单向弯曲时 f W M nx x x ≤= γσ （5-3） 双向弯曲时 f W M W M ny y y nx x x ≤+=γγσ （5-4） 式中：M x 、M y ——绕x 轴和y 轴的弯矩（对工字形和H 形截面，x 轴为强轴，y 轴为弱轴）； W nx 、W ny ——梁对x 轴和y 轴的净截面模量； y x γγ,——截面塑性发展系数，对工字形截面，20.1,05.1==y x γγ；对 箱形截面，05.1==y x γγ；对其他截面，可查表得到； f ——钢材的抗弯强度设计值。
为避免梁失去强度之前受压翼缘局部失稳，当梁受压翼缘的外伸宽度b 与其厚度t 之比大于y f /23513 ，但不超过y f /23515时，应取0.1=x γ。 需要计算疲劳的梁，按弹性工作阶段进行计算，宜取0.1==y x γγ。 （2）梁的抗剪强度 一般情况下，梁同时承受弯矩和剪力的共同作用。工字形和槽形截面梁腹板上的剪应力分布如图5-3所示。截面上的最大剪应力发生在腹板中和轴处。在主平面受弯的实腹式梁，以截面上的最大剪应力达到钢材的抗剪屈服点为承载力极限状态。因此，设计的抗剪强度应按下式计算 v w f It VS ≤= τ （5-5） 式中：V ——计算截面沿腹板平面作用的剪力设计值； S ——中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩； I ——毛截面惯性矩； t w ——腹板厚度； f v ——钢材的抗剪强度设计值。 图5-3 腹板剪应力 当梁的抗剪强度不满足设计要求时，最常采用加大腹板厚度的办法来增大梁的抗剪强度。型钢由于腹板较厚，一般均能满足上式要求，因此只在剪力最大截面处有较大削弱时，才需进行剪应力的计算。
液压机主要焊接结构件的设计
主要焊接结构件的设计 1、液压机的本体 液压机的本体分为铸造结构、焊接结构以及铸焊混合结构。近代由于焊接技术的进步，液压机本体采用焊接结构的已很普遍，焊接结构对单件小批量生产的企业非常合适。焊接结构的优点是：制造工艺灵活、方便、结构重量轻、外形美观、制造成本低，铸造结构有其自身的特点，对某些使用工艺是很合适的，因此目前焊接结构还是不能完全代替铸造结构的。 液压机的主要焊接结构件是指上横梁(CROWN)、滑块(SLIDE)、底座(BED)、立柱(UPRIGHT)、移动工作台(MOVING BOLSTER)等。这些焊接构件的结构设计不应是铸造结构模式的简单变化，不同用途，公称力大小不同，外形尺寸不同的液压机的焊接构件也不能简单地采用一种结构模式，整体焊接框架不能简单地按组合框架的模式简单的变形。但任何一个具体的结构设计必须按实际的情况考虑问题，所以下面介绍的原则必须结合具体的设计创造性的灵活运用。 焊接结构设计的另一个重要问题是焊接接头的设计。焊接构件中，甚么部位采用全焊透接头，甚么部位采用不焊透接头，甚么接头开坡口，甚么接头不开坡口，坡口应该是甚么型式和大小等。因此研究液压机结构件的设计对提高设计水平、设计质量、降低成本是很有意义的。 本资料的目的是研究这些问题，提出一些设计原则或总结一些经验，用来指导设计。 2、关于焊接接头 焊接接头必须保证连接部位的强度，接头的形式及大小必须适应当代焊接技术并满足施焊的要求。现代工艺一般都采用气保焊，焊接接头与接头部位的受力状况，与板厚有关。接头的设计应该是在满足
受力的前提下尽量简单，尽量的小。这样才能减少变形，降低成本。理论上对T型接头 的研究证明，三分之一钝边的坡口的焊接接头即和被焊板等强度，下面提出的C方式接头就是根据这个理论并参照日本小松株式会社压力机溶接基准制订的。对接焊缝及要求受力处则要求采用下面提出的D方式接头。一般联系筋板采用A方式接头的不开坡口的角焊缝。焊接接头及其坡口型式见表一。特殊的部位，如应力集中的地方应在设计图纸上特别说明并标注E方式。 3、焊接结构上横梁(CROWN)的设计 对立式上传动液压机，上横梁的作用主要是安放工作缸，回程缸以及其它辅助机构，如滑块悬挂装置等。 液压机焊接构件用的钢板一般为Q235-A，焊接上横梁设计以强度为主要依据，主要断面，按简支梁方法计算时，其弯曲应力控制在σ≤50~70N/mm2，Q235-A钢板的屈服限σs≌205-235N/mm2所以安全系数Ns≌3~5。上横梁设时应特别注意，支撑工作缸的部位，刚度应尽量均匀，且有足够的刚度。支撑立柱(COLUMN)或拉杆(TIEROD)螺母的部位同样要有足够的刚度，此处的主要承力板距立柱中心距的尺寸应在螺母外径的附近。焊接上横梁的典型结构如图一到图四。如图一所示，1、2 板为上下盖板，3、4板为主腹板，5、6、7、8板为外面板(或称外腹板)，9、10、11、12板为主筋板，13、14、15、16为主承力板，17、18、19、20为辅助承力板，21、22为联系筋板，23、24、25、26为局部加强筋板，27、28为接触面板。L1、L2为立柱中心距，L3、L4为主腹板及主承力板的间距，L5、L6为立柱中心到主承力板的距离，D1为工作缸支撑外径，D2为立柱或拉杆螺母外径。H为梁高。 上横梁的主断面一般为工字形，长跨(L1)的断面一般为四条腹板，小压机也可设计成两条。上下盖板、腹板、筋板的尺寸及布置不
基于Pro_E和Ansysworkbench四柱液压机上横梁的结构优化设计
0引言 四柱液压机主要由液压缸、上横梁、下横梁、立柱等组成，这些构件的形状和受力复杂,运用传统方法设计计算费时费力，并且结果也不精确；当需设计新结构的液压机、或对原结构进行改进时,设计者通常以经验类比,效果也不理想。近年来，某些液压机横梁产生裂缝甚至断裂,某些液压机横梁是材料富裕，导致整机体积和重量增加，都反映了传统设计方法的缺陷。因此,我们采用基于建立Pro/E 参数化模型和Ansys - workbench 有限元分析对四柱液压机的上横梁进行结构优化设计,不但能够快速地修改模型，并能得到较好 的力学结果，具有一定的理论和实用价值。 本文以某厂630t 四柱液压机的上横梁为例,基于Pro/E 和Ansysworkbench 设计计算,给出了上横梁主向位移的分布曲线和应力图谱,通过综合分析对原结构作了改进设计。我们选用焊接结构的上横梁为基本结构，选择常用材料Q 235，它的焊接性能良好，市场上较常见，价格低廉，其性能指标见表1，取安全系数n =3，则σ=σs /n =235/3=78.33MPa 。 1应用传统力学和有限元法进行结构优化设计上横梁强度设计之前，先对立柱、立柱锁紧螺帽、 上油缸进行设计计算，以便得到上横梁连接尺寸，获得大致装配结构。根据立柱、上油缸及工作台尺寸，可以获得上横梁的一个视图的主要安装尺寸[1]见图1。尺寸值（直径）340mm 为立柱锁紧螺帽与上横梁的接触面，大小可由挤压强度计算获得；直径570mm 和750mm 由上油缸确定，长度1000mm 和1200mm 由工作台尺寸决定。 1.1力学分析 上横梁安装工作液压缸，加压时，上横梁承受其 反作用力，由于上横梁的刚度远大于四支柱的刚度，故其力学模型可简化为两端铰支，中间受压力的弯曲梁；对于四柱液压机，最简单的方法可视为受一集中力，弯曲梁的最大弯矩发生在上横梁的中间截面处，选择距离较远的两对支撑柱的方向进行简 化，见图2。 M max =0.5P ×104×0.5×L ×10-3.(1) τ=P/S ≤[τ].(2) σ=M max Y max/Iz ≤[σs ].(3) 式中:P ———液压机的公称压力，kN ；L ———立柱中心 距，mm ；S ———上横梁的最小横截面积，mm 2。 上式仅对上横梁作粗略估算，为下一步优化设计奠定基础[2]。 1.2建立基于Pro/Engineer 的三维模型 为使焊接应力尽量均匀及采购型材型号统一，以 及建立模型时减少参数个数，本文设计的肋板厚度相等，5个钢桶的壁厚稍大于肋板厚度，4个对角线上的肋板厚度为(DS_A +10)mm ，其余肋板厚度为DS_A mm ，上下两腹板厚度为DS_H ，5个管形型材的壁厚取（DS_A +10）mm ，腹板周边到肋板的距离取DS_A 值。 基于Pro/E 和Ansysworkbench 四柱液压机上横梁的结构优化设计 申 磊1,董 平2,吴凤林1 (1.太原理工大学机械工程学院,山西太原 030024；2.河南黄河旋风股份有限公司，河南长葛 461500) 【摘 要】 主要介绍基于Pro/E 四柱液压机上横梁参数化建模并对其结构进行优化,然后利用Ansysworkbench 对优化结果做有限元分析,验证了优化结果的正确性，对今后的设计提供了参考。【关键词】上横梁；结构优化；Pro/E ；Ansysworkbench ；有限元分析 【中图分类号】 TP319【文献标识码】A 【文章编号】1003-773X （2009）02-0010-03 表1上横梁的材料属性 材料名称屈服强度σs （MPa ）泊松比弹性模量(MPa)密度（kg/mm 3）Q 2352350.3 2.0×1057.85×10-6 图1上横梁基本结构图 图2 上横梁受力简化图 第24卷第2期(总第107期)机械管理开发 2009年4月Vol.24No．2(SUM No．107)MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Apr ．2009 作者简介：申磊（1982－），男，河南南阳人，太原理工大学在读硕士研究生，研究方向：CAD 、CAM 、CAE 。 收稿日期：2008－10－13 10··
基于ANSYS的锻压机上横梁结构改进设计开题报告
基于ANSYS的锻压机上横梁结构改进设计 一、选题的背景和意义 有限元是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。1960年，克拉夫（Clough）在他的一篇论文“平面分析的有限元法（The Finite Element Method in Plane Stress Analysis）”中最先引入了有限元（Finite Element）这一术语。这一方法是结构分析专家把杆件结构力学中的位移法推广到求解连续体介质力学问题（当时是解决飞机结构应力分析）而提出来的。这一方法的提出，引起广泛的关注，吸引了众多力学，数学方面的专家学者对此进行研究。 有限元法之所以能在1960年立刻获得成功，一是Clough从结构力学方法推导的刚度矩阵易于为广大工程师接受，而有限元法最初也被称为矩阵近似方法；二是在于这个方法所包含的大量数值运算，而这可以由新发展起来的数字计算机来完成。 锻压机床是工业基础装备的重要组成部分，在航空航天、汽车制造、汽车配件执照、交通运输、冶金化工等重要工业部门得到广泛应用。而目前，我们调查研究发现液压机机身结构设计很多仍然是采用传统材料力学简化计算与经验设计相结合的方法。虽然这种设计方法经过实践证明具有一定的可靠性，但是材料力学的分析方法将横梁简化为简支梁进行粗略计算，不能全面反映其应力状态，无法确定应力集中的地方及大小，找出横梁的薄弱环节。而ANSYS软件具有三维静态有限元分析，应力分布计算和优化的功能。于是我们有可利用ANSYS软件的静态有限元分析功能，将本文的研究对象锻压机的上横梁结构得到应力分布云图，并得到优化数据进行分析改进，最后可以达到校核机身部件的强度和刚度，并根据分析结果进行结构改进设计，从而优化上横梁结构外形，达到降低生产成本，提高经济效益。 二、研究目标与主要内容
液压机设计
设计液压机是为了更加深刻理解液压机在加工过程中的工作原理以及实际应用意义。液压机是利用液体来传递压力的液压设备。液体在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律。液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。本机器采用三梁四柱结构形式，机身由工作台、滑块、上横梁、立柱、锁母和调节螺母等组成。四柱式结构为液压机最常见的结构形式之一。四柱式结构最显著的特点是工作空间宽敞、便于四面观察和接近模具。整机结构简单，工艺性较好，但立柱需要大型圆钢或锻件。液压机在一定的机械、电子系统内，依靠液体介质的静压力，完成能量的积压、传递、放大，实现机械功能的轻巧化、科学化、最大化。液压机械具有重量轻、功率大、结构简单、布局灵活、控制方便等特点，速度、扭矩、功率均可做无级调节，能迅速换向和变速，调速范围宽，快速性能好，工作平稳、噪音小. 适用于金属材料压制工艺,如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可从事于校正、压装、砂轮成型、冷热挤压金属等同样适应于非金属材料，如塑料、玻璃钢、粉末冶金、绝缘材料等压制成型，以及有关压制方面的新工艺、新技术的试验研究等。已经广泛应用到医疗、科技、军事、工业、自动化生产、运输、矿山、建筑、航空等领域。 1.2发展趋势 (1)高速化，高效化，低能耗。提高液压机的工作效率，降低生产成本。 (2)机电液一体化。充分合理利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的完善。 (3)自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液压机的自动化和智能化提供了充分的条件。自动化不仅仅体现的在加工，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理的功能。 (4)液压元件集成化，标准化。集成的液压系统减少了管路连接，有效地防止泄漏和污染。标准化的元件为机器的维修带来方便。 液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备。他与机械压力机相比具有压力
液压机上横梁的设计
8MN 三梁四柱铸造结构上横梁设计 （单缸）技术参数： 公称压力P ： 8 MN 介质压力p ： 31.5 MPa 最大工作行程S ： 600 mm 最大开间H ： 1200 mm 工作台尺寸L ×B （长×宽）：1200×1000 mm 工作速度V ： 10mm/s 一、活塞缸尺寸设计计算 1、活塞头直径： 2、活塞缸内径：mm D D 570==头内 3、活塞缸外径：[][]p D D 3-σσ内 外≥ []MPa 150~110≈σ 取[]MPa 150=σ 4、各部分尺寸（见图1）： 5、法兰外径： h 法兰直径： ()[] 可得由 外h h F R D D =+-2 2 4 π 二、立柱尺寸设计计算： []σ≤nF P F 为每根立柱的面积 []M P a 55~45=σ 取[]MPa 45=σ 立柱直径: mm F d 2381044.4444 =??= = π π 三、立柱、工作台与横梁的布置 工作台尺寸：1200×1000mm 图2 立柱与工作台的位置布置 四、上横梁强度、刚度的计算 1.由于上横梁的刚度远大于立柱的刚度，因此可以将上横梁简化为简支梁，如图3：
图3上横梁简化受力图 最大弯曲在梁的中点：?? ? ??-= πD l P M 22max D ——————缸法兰的环形接触面积平均直径 l ——————立柱宽边中心距 mm D 7642 812 715=+= l =1438mm 最大剪力为：MN P Q 42 == 最大挠度在梁的中点，由于亮的跨度与高度相比不是很大，因此应考虑剪力对挠度的影响，梁中点挠度为： 3.中间截面惯性矩计算： 梁的高度取：mm d h 71423833=?== 将上横梁的横截面简化为工字梁，如图4所示 先求截面底边W —W 轴的惯性矩J w 式中 0J —每块矩形面积对本身形心轴的惯性矩 再求出整个截面的形心轴Z —Z 轴到W —W 轴的距离h 0 整个截面对形心轴的惯性矩为 为了方便，借助表格辅助计算（表1） 表1. 梁的惯性矩计算表1 图4 上横梁横截面简化图
YA32─100T三梁四柱液压机主缸设计
摘要 通过对分析液压机的国内外生产及研究现状，确定了本课题的主要设计内容。在确定了液压机初步设计方案后，采用了传统设计方法对100T液压机机身结构进行设计计算及强度校核，并采用AutoCAD设计软件对上横梁、底座、拉伸滑块、压边滑块、拉伸缸、压边缸、顶出缸、立柱及总装图进行了工程绘图，在参考了某公司生产的三梁四柱式液压机液压系统以及查阅了有关关于液压系统设计的书籍后，设计了液压机缸的工作说明书，并对其进行了可行性分析，最后对整个设计进行系统分析，得出整个设计切实可行。 关键词：液压机；机身结构
Abstract Through the production and research situation at home and abroad on the analysis of the hydraulic machine, the main design elements identified issues. In the preliminary design of hydraulic machine, using the traditional design method of design calculation and strength check of 100T hydraulic press frame structure, and the use of AutoCAD design software of upper beam, a base, the stretching slide, the beading slide block, the drawing cylinder, pressing cylinder, a tank top, upright and assembly drawing of Engineering in the drawing, three beam four-post type hydraulic press hydraulic system with reference to a company production and books about hydraulic system design review, design of hydraulic cylinder work instructions, and its feasibility is analysed, finally the whole design of system analysis, the whole design is feasible. keywords：Hydraulc press Body structure
第10 章 梁的强度和刚度.
第10 章梁的强度和刚度10-1选择题 1 弯曲变形时，弯曲剪应力在横截面上（D）分布。 A.均匀 B.线性 C.假设均匀 D.抛物线 2 弯曲变形时，弯曲正应力在横截面上（B）分布。 A.均匀 B.线性 C.假设均匀 D.抛物线 3 构件抵抗变形的能力称（A）。 A.刚度 B.强度 C.稳定性 D.极限强度
4 构件抵抗破坏的能力（B）。 A.刚度 B.强度 C.稳定性 D.极限强度 5 梁的一端固定另一端自由的梁称（D ）。 A.简支 B.外伸 C.多跨 D.悬臂 6 梁的一端用固定铰，另一端用可动铰支座支承的梁称（A）梁。 A.简支 B.外伸 C.多跨 D.悬臂
7 简支梁的一端或二端伸出支座外的梁称（B ）梁。 A.简支 B.外伸 C.多跨 D.悬臂 8 图示梁的最大挠度为（C ）qa4/EI。 9 图示梁的最大转角为（C）qa3/EI。
10 梁的剪切弯曲变形时，梁横截面在上下边缘处的弯曲应力为( A)。 Ａ.剪应力为零、正应力最大Ｂ.剪应力最大、正应力最大 Ｃ.剪应力为零、正应力为零Ｄ.剪应力最大、正应力为零 11 等强度梁的截面尺寸(C ) A.与载荷和许用应力均无关 B.与载荷无关，而与许用应力有关 C.与载荷和许用应力均有关 D.与载荷有关，而与许用应力无关
12 在材料和荷载确定的情况下，提高梁的强度和刚度的最好办法是增大（C ）。 A.截面面积 B.截面静矩 C.截面惯性矩 D.都不对 13 矩形截面梁的横截面高度增加到原来的两倍，截面的抗弯能力将增大到原来的（C）。 A 2倍 B 3倍 C 4倍 D.8倍
液压机上横梁设计
液压机上横梁设计 25MN 三梁四柱结构液压机 液压缸数量： 3 公称压力P ： 25 MN 介质压力p ： 31.5 MPa 最大行程S ： 2000 mm 最大开间H ： 4000 mm 工作台尺寸L ×B （长×宽）：2000×1800 mm 工作速度V ： 50 mm/s 1. 结构方案确定(根据设备吨位、结构特点，初步确定结构方案)； 三梁四柱式结构是一种久远的传统结构，至今已有160年的历史，积累了大量设计和使用经验，相关技术已经成熟，技术风险较低。因锻造液压机造价昂贵，结构庞大，为谨慎和 可靠，计划采取这种结构形式。并采用拉杆全预紧结构来避免立柱折断。 结构方案初步设定为：上传动三梁四柱，三缸式结构。 2. 主要尺寸设计计算(根据确定的结构方案，进行各主要尺寸的初步计算)； 工作缸采用法兰支撑法兰固定柱塞式结构，且工作缸为三缸分级压力5~15~5。 工作缸要承受31.5MPa 的液压，工作缸采用低合金钢分段锻造，缸体材料为20MnMo,[σ]取110~150MPa 。法兰部分材料为ZG35铸钢，[σs ]取80~100MPa 。 =+-?==========?-==??+==主法兰直径为法兰圆角过渡半径，，的环形接触面积）（缸的作用力除以法兰法兰直径公式圆整取系列侧缸圆整取系列主缸液压缸外径液压缸内径柱塞直径外法R R D D F MPa s s D m m D m m p T D D P D 22)([4h 80][][Fh Ph 620mm 617mm D2mm 4701 mm 450,449mm 11001103D2mm 840D1mm 820779mm D 130MPa ][D13][][D230mm)-20，铸铸钢液压缸15mm -1020mm 锻0mm 锻造T (1p 4πσσσσσπ
梁的刚度计算
1 ?梁的强度计算 梁的强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力，设计时要求 在荷载设计值作用下，均不超过《规范》规定的相应的强度设计值。 （1）梁的抗弯强度 作用在梁上的荷载不断增加时正应力的发展过程可分为三个阶段， 以双轴对 称工字形截面为例说明如下： 梁的抗弯强度按下列公式计算： 单向弯曲时 M x x W nx 双向弯曲时 M x 式中：M 、M ---- 绕x 轴和y 轴的弯矩（对工字形和 H 形截面，x 轴为强轴，y 轴 为弱轴）； W W ――梁对x 轴和y 轴的净截面模量； x , y ――截面塑性发展系数，对工字形截面， x 1.05, y 1.20 ；对箱 形截面，x y 1.05 ；对其他截面，可查表得到； f ——钢材的抗弯强度设计值。 为避免梁失去强度之前受压翼缘局部失稳，当梁受压翼缘的外伸宽度b 与其 厚度t 之比大于13._ 235/ f y ，但不超过15, 235/ f y 时，应取x 1.0。 需要计算疲劳的梁，按弹性工作阶段进行计算，宜取 x y 1.0 o （2）梁的抗剪强度 一般情况下，梁同时承受弯矩和剪力的共同作用。工字形和槽形截面梁腹板 上的剪应力分布如图5-3所示。截面上的最大剪应力发生在腹板中和轴处。 在主 平面受弯的实腹式梁，以截面上的最大剪应力达到钢材的抗剪屈服点为承载力极 限状态。因此，设计的抗剪强度应按下式计算 (5-3) (5-4) x W nx y W ny
VS It w 式中：V ——计算截面沿腹板平面作用的剪力设计值； S ――中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩； I ――毛截面惯性矩； t w ——腹板厚度； f v ——钢材的抗剪强度设计值。 图5-3 腹板剪应力 当梁的抗剪强度不满足设计要求时，最常采用加大腹板厚度的办法来增大梁 的抗剪强度。型钢由于腹板较厚，一般均能满足上式要求，因此只在剪力最大截 面处有较大削弱时，才需进行剪应力的计算。 （3）梁的局部承压强度 图5-4局部压应力 当梁的翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷载且该荷载处又未设置支承 加劲肋，或受有移动的集中荷载时，应验算腹板计算高度边缘的局部承压强度。 在集中荷载作用下，翼缘类似支承于腹板的弹性地基梁。 腹板计算高度边缘 的压应力分布如图5-4c 的曲线所示。假定集中荷载从作用处以 1 ：（在h y 高度 范围）和1 ： 1（在h R 高度范围）扩散，均匀分布于腹板计算高度边缘。梁的局 部承压强度可按下式计算 F c t w 1 z 式中：F ——集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数; 集中荷载增大系数：对重级工作制吊车轮压， 二；对其他荷载, l z ——集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度，其计算方法如下 跨中集中荷载 l z = a+5h y +2h R 梁端支反力 I z = a++ai a --- 集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对吊车轮压可取为 50mm (5-5) (5-6)