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楼主: 子子61961

遇到一个大横杆的计算题。(第5页有图有真相)

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 楼主| 发表于 2014-1-13 14:50:30 | 显示全部楼层
本帖最后由 子子61961 于 2014-1-13 17:05 编辑

占楼,准备贴答案贴照片了。

感谢大家的认真参与与回复,自己也从中学到了一些东西。
在这里简单介绍一下自己的考虑方式,仅供诸位参考,如有不当之处,还望委婉指出。Best Regards。



首先说这次只是一个普通的力学问题,和材料力学关系不太大。
一个水平的横杆,上面两个力,下面一个力,如何保持平衡。
前面有朋友说过,下面的力偏心,上面两个力相等,这没法平衡。
确实如此,但是实物已经平衡了,就需要考虑为什么,需要再找找其他的力。

花开两朵,各表一枝。

A。横杆倾斜的较多,这时两边都会接触两边的挡板,这样就受了档板的力。
受力情况分析如下。
SKO 003.JPG

B。当横杆倾斜的不多时,两端都没有碰到档板,右端就没有起来。
事实上,这道题的情况,就属于这种。这种情况的受力分析如下。

SKO-004.JPG

下面是 羊角山 大侠的解析动画。借用于此处。特此感谢!


下面是 茉莉素馨 大侠的3D解析图片。借用于此处。特此感谢!


关于受力分析,想说的就是以上这些。

就是说这类问题,列出一个方程组,然后解方程组就好了。
方程组包括两个部分:

力矩平衡:  顺时针力矩之和=逆时针力矩之和
力的平衡: 在每个方向上,合力为零。

如果力矩不平衡,那就是还有未注意到的力矩,把它找出来,计算就好。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

事实上,出题的时候,一直以为是A的状态,直到看到19楼羊角山大侠的贴图,才注意到右端的问题。
在CAD里重新画图旋转,发现题目中的情况,两端并未接触档板,才知道是B的状态。
前面茉莉大侠在道歉,实际我也在心里道歉。如果直接写答案的,自己的考虑也是不足的。
所谓出题,其实是一个共同探讨的过程。
大家共同参与,集思广益,俱有所得,就是好事,这也是老鹰版主创办此平台的意义。

B的结果和现场情况也是相符的,右边的档板,上半部分有明显的撞击痕迹,都撞出浅坑了。
右边档板出坑之后,右边就不能正常上升了。
实际工况中,有时是F3,有时是正中间向上的力,
正中间向上顶的时候,右边被坑卡住,左边的上升量就更多了。
左端上升的量超出了预留量,所以左边就出问题了。

实际情况中,横杆是一个类似下图的结构。
限于时间和条件和公司关系,我不能够把结构全部画出,下图仅供参考。
手头没有3D软件,下面这图是用2D画线画出来的。


SKO-005.JPG
现在分析起来,应该是左端上升过高,超过了那个方孔的位置限制,
每次都敲那个方孔的上边缘,于是方孔上部的键槽受不了了。
拆下来时发现,键槽已经由[]变成了﹝﹞的形状。
键槽在变形的同时,有一个向外的力,推测是这个力,把左边档板的螺栓给顶断了。

SKO-006.JPG

最后发一张俺在现场修理时候的照片。
大部分操作都是客户现场员工帮忙操作的,我只做点打磨的工作。
工件上有接触痕迹的地方需要打掉,然后用打磨机打出了一个C7的倒角。
C7啊,在图上画的时候只是一小段直线,打磨起来要好久。
到弄完之后,发现手握拳都没劲儿了,好一阵子才缓过来。
kabusyu.JPG

工作不易,大家努力,马年吉祥,再接再厉~
最后对认真参与及光临此帖的每位朋友表示感谢~

以上。

子子









点评

像大侠学习  发表于 2014-1-16 19:44

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参与人数 3威望 +3 收起 理由
zjnyxhlove + 1 认真
LIAOYAO + 1 务实
茉莉素馨 + 1 赞一个,从前辈这里学到很多!

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发表于 2014-1-13 17:00:00 | 显示全部楼层
只是M20的螺钉好像被剪掉,任然感觉不可思意!是冲击载荷还是疲劳破损?几吨的力应该不能让12.9级的螺钉坏掉!请大侠指点!

点评

从螺栓断裂的位置来看,不是剪断的。而是被拉断的。上面图中带方孔的板子,那里有个键槽。键槽被迫向上偏,键被迫倾斜,向外顶,把板子向外顶,就把螺栓顶坏了。  发表于 2014-1-13 20:10
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发表于 2014-1-13 17:26:55 | 显示全部楼层
应该是右侧下面的断了吧,是不是啊,为了平衡力右面的液压缸压力大
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发表于 2014-1-13 17:28:15 | 显示全部楼层
子子61961 发表于 2014-1-13 14:50
占楼,准备贴答案贴照片了。

感谢大家的认真参与与回复,自己也从中学到了一些东西。

螺钉断了,分析杆干嘛
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发表于 2014-1-13 17:30:27 | 显示全部楼层
子子61961 发表于 2014-1-13 14:50
占楼,准备贴答案贴照片了。

感谢大家的认真参与与回复,自己也从中学到了一些东西。

压力只跟负载有关啊,怎么还需要外力啊
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发表于 2014-1-13 20:07:08 | 显示全部楼层
茉莉素馨 发表于 2014-1-13 10:06
根据32#冷水黄金前辈的描述,可以看出来,如果F3处上升20mm,横杆是顶不到两块挡板的。(图1)
回复本人31 ...

问下大侠,你的有限元在这里用了接触分析吗?还有如果完整建模,那么螺钉连接处应该如何处理?谢谢!

点评

我做的这个用的是硬接触,摩擦系数0.01。用的是abaqus,可以参考这本书里面的一个例子,《ABAQUS_有限元分析实例详解》(石亦平)。ansys接触的设置也差不多;就是螺栓的bolt load的设置不太一样。  发表于 2014-1-13 21:43
建模需要简化啊,如果不是研究螺纹,直接把螺钉的螺纹部分的单元tie上就行,接触面还是要定义接触条件的,一般的分析,误差还是可以接受的。  发表于 2014-1-13 21:31
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发表于 2014-1-14 10:31:47 | 显示全部楼层
首先没有导向,这样受力左右容易偏的。
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发表于 2014-1-14 10:40:09 | 显示全部楼层
详尽的图文并茂"解题"步骤,向前辈学习了!
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发表于 2014-1-14 10:58:53 | 显示全部楼层
冷水黄金  当然如果装配不合理或加工有误差,就会出现一端先顶的问题。  发表于 昨天 08:46

这是个设计问题。顶是必然,不顶才是偶然。
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发表于 2014-1-14 13:59:54 | 显示全部楼层
F3的位置偏离中心,而两个气缸的直径相等、压力相等、气管相通,横杆倾斜是为必然。设计者真高。看来日本的设计师也是高手如云啊。对于以认真、细致著称的日本机械设计行业来说,也未必就如某些人所说的那样如何如何。
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