利用软件工具计算变形,计算步骤如下

利用软件工具计算变形。
近期我在设计一个测量棒材弯曲度的一个装置。整个装置是由一个门型横梁、小车组成。门型横梁上装有齿条，导轨，测量仪器装在一个装有线性滑轨滑块的小车上，减速电机带动齿轮与齿条啮合驱动小车沿滑轨行走，。因为材料最长为9米，要求小车要按3m/s速度前进进行测量，才能符合整个生产节奏。整个系统首先要考虑横梁本身弯曲变形情况，因为棒材允许弯曲度为仅为27mm，加上安装滑轨误差，检测误差，自身变形应不超出2mm,其次由于速度快，惯性大，对横梁冲击比较大，需计算冲击力对横梁变形的影响。
计算步骤如下：
在绘图软件中作出横梁剖面图，查询其对中心惯性矩，计算出其截面模数。
利用<机械设计手册软件2.0> 机械设计常用计算中提供的梁计算模块迅速计算梁产生的变形，计算如下：
1)梁自重产生的变形其力学模型属均布载荷
已知条件：
    简支梁总长     l = 10.50 m
    均布载荷       q = 3000 N/m
    弹性模量       E = 200 GPa
    截面的轴惯性矩 I = 0.0004 m^4
计算结果：
    简支梁的危险截面B处的:  
    支座反力     Ra = 15750  N
    支座反力     Rb = 15750  N
    固定端反力矩 Ma = -27562.5  N·m
    固定端反力矩 Mb = -27562.5  N·m
    最大反力矩 Mmax = 13781.25  N·m
    最大剪力     Qc = -15750  N
    最大挠度   fmax = 1.187E-03  m
2)小车处于梁中心时弯曲最大，此小车自重对梁产生压力产生的变形，属集中载荷
已知条件：
    简支梁总长     l = 10.5 m
    集中载荷       P = 800 N
    弹性模量       E = 200 GPa
    截面的轴惯性矩 I = 0.0004 m^4
计算结果：
    简支梁的危险截面B处的:  
    支座反力     Ra = 400  N
    支座反力     Rb = 400  N
    固定端反力矩 Ma = -1050  N·m
    固定端反力矩 Mb = -1050  N·m
    最大反力矩 Mmax = 1050  N·m
    最大剪力     Qc = 400  N
    最大挠度   fmax = .00006875  m
3)由于检测料长度从4米到9米不定，所以要考虑小车处于梁中间需刹车。因传动为齿轮齿条传动，停车时轮齿会产生一个水平方向分力和一个向下的作用力分力，此时对梁产生一个冲击载荷。（利用冲载荷计算模块计算）
已知条件：
    载荷           Q = 260 N
    杆件长度       l = 10.5 m
    弹性模量       E = 200 GPa
    截面惯性矩     I = 0.0004 m^4
    冲击高度       H = 0.45 m
    抗弯截面模量   W = 0.002 m^3
计算结果：
    纵向冲击的计算结果：  
    最大静变形   δs = 1.959E-05  m
    未考虑被冲击物质量时：
    动荷系数      Kd = 215.31  
    最大冲击变形 δd = 4.219E-03  m
    最大冲击应力 σd = 36.74  MPa
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根据以上计算结果  总变形量=1.187+0.00006875+4.219=5.41mm>2mm不符合规定要求，后重新设计结构增大梁的高度，提高截面模量重新校核，符合要求。
当然这个变形求解通过手工计算也能算出，但付出时间相对较多，并且手工计算相对易出错。通过使用<机械设计手册软件2.0>我体会较深，恰当地利用工具软件能够方便快速准确地进行计算，校核。可以将工程技术人员从繁杂的计算中解放出来，全身心地投入到结构设计，创新开发方面。这就是计算机带来的好处。
最后感谢“机械工程师论坛”给了我们工程技术人员一个学习交流的机会，我们受益很多，我们也将继续支持她。
      
        inventor  2006-9-9

感谢发明家大侠，欢迎光临社区！

梁的截面特性 可以这样简化 再配合软件中的标准截面特性计算 设计速度将大大提高
截面简化.dwg

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减小变形计算

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