Изчисляването на капацитета на носенето на стоманена плоча е решаващ аспект в различни инженерни и строителни проекти. Като подправен доставчик на стоманени плочи разбирам значението на тези знания за нашите клиенти. В този блог ще ви преведа през процеса на изчисляване на натоварването - носещ капацитет на стоманена плоча, което ще ви помогне да вземете информирани решения при закупуване на стоманени табели за вашите проекти.
Разбиране на основите на натоварването на стоманената плоча - капацитет на лагера
Преди да се задълбочим в изчисленията, е от съществено значение да разберем какво натоварване - капацитет на носене означава. Натоварването - носещ капацитет на стоманена плоча се отнася до максималното количество натоварване или сила, която плочата може да издържи, без да се подлага на прекомерна деформация или повреда. Този капацитет се влияе от няколко фактора, включително вида на стоманата, размерите на плочата и условията на опора.
Видове стомана и техните свойства
Различните видове стомана имат различни механични свойства, които влияят пряко върху тяхното натоварване. Например,Лека стомана SS400е често използвана мека стомана с добра пластичност и заваряемост. Той има сравнително по -ниска якост в сравнение с някои стомани с висока якост, но все още е подходящ за много приложения с общи целта.
SS355JR стоманена плочае висока якост, ниска - сплавска стомана. Той предлага по -добри механични свойства, включително по -висока якост на добив и якост на опън, което означава, че може да носи по -тежки товари в сравнение с мека стомана.
ASTM въглеродна стоманена плочае друг вид стомана, който се използва широко в строителството и инженерството. Той има гама от съдържание на въглерод, което влияе върху неговата твърдост, сила и пластичност. Специфичните свойства на всеки тип стомана трябва да се вземат предвид при изчисляването на капацитета на лагера.
Размери на стоманената плоча
Дебелината, ширината и дължината на стоманената плоча играят значителна роля за определяне на неговия натоварване - носещ капацитет. Като цяло по -дебелата стоманена плоча може да носи повече товар от по -тънък. Ширината и дължината също влияят на разпределението на товара през плочата. Например, по -широка плоча може да разпределя натоварването по -равномерно, намалявайки концентрацията на напрежение в определена точка.
Условия за подкрепа
Начинът, по който се поддържа стоманената плоча, също се отразява на капацитета му за лагер. Има различни условия за поддръжка, като просто поддържани, фиксирани - поддържани и конзолни. В просто поддържана плоча плочата се поддържа в краищата си и може да се върти свободно. Фиксирана - поддържана плоча се държи здраво в краищата му, което ограничава въртенето и може да увеличи капацитета на лагера. Конзолната плоча се поддържа само в единия край и е по -предразположена към огъване и повреда при натоварване.
Изчисляване на товара - носещ капацитет на стоманена плоча
Стъпка 1: Определете свойствата на материала
Първата стъпка при изчисляването на капацитета на носенето е да се определят свойствата на материала на стоманената плоча. Трябва да знаете силата на добив ($ f_y $) и крайната якост на опън ($ f_u $) на стоманата. Тези стойности обикновено могат да бъдат получени от спецификацията на материала, предоставена от производителя на стоманата. Например, за мека стомана SS400, якостта на добив обикновено е около 235 - 275 MPa, докато за S355JR може да бъде около 355 MPa.
Стъпка 2: Изчислете модула на секцията
Модулът на секцията ($ S $) е геометрично свойство на стоманената плоча, което е свързано със способността му да се противопоставя на огъването. За правоъгълна стоманена плоча с ширина ($ b $) и дебелина ($ h $) модулът на секцията може да бъде изчислен, като се използва следната формула:
[S = \ frac {B'2 ^ 2} {6}]
където $ b $ е ширината на плочата и $ H $ е дебелината на плочата. Модулът на секцията е важен параметър, тъй като се използва за изчисляване на напрежението на огъване в плочата.
Стъпка 3: Изчислете напрежението на огъване
Напрежението на огъване ($ \ sigma $) в стоманената плоча може да бъде изчислено с помощта на формулата:
[\ sigma = \ frac {m} {s}]
където $ m $ е огъващият момент, действащ върху чинията. Моментът на огъване зависи от натоварването, приложено към плочата и условията на опора. За просто поддържана плоча с равномерно разпределен товар ($ w $) над дължината му ($ l $), максималният момент на огъване може да бъде изчислен като:
[M = \ frac {wl^2} {8}]
Стъпка 4: Проверете напрежението на огъване спрямо силата на добив
За да се гарантира, че стоманената плоча не дава под приложеното натоварване, изчисленото напрежение на огъване ($ \ sigma $) трябва да бъде по -малко от якостта на добив ($ f_y $) на стоманата. Тоест:
[\ sigma <f_y]
Ако напрежението на огъване надвишава якостта на добив, плочата ще започне да деформира пластично и в крайна сметка може да се провали.
Стъпка 5: Помислете за напрежение на срязване
В допълнение към напрежението на огъване, стоманената плоча може също да бъде подложена на напрежение на срязване. Напрежението на срязване ($ \ tau $) може да бъде изчислено с помощта на формулата:
[\ atau = \ frac {v} {a}]
където $ V $ е силата на срязване, действаща върху плочата, а $ A $ е кръстосаната зона на плочата. Подобно на напрежението на огъване, напрежението на срязване трябва да бъде по -малко от допустимото напрежение на срязване на стоманата, което обикновено е част от якостта на добив.
Примерно изчисление
Да приемем, че имаме просто поддържана мека стомана SS400 плоча с ширина ($ B $) от 1000 mm, дебелина ($ h $) от 10 mm и дължина ($ l $) от 2000 mm. Плаката е подложена на равномерно разпределено натоварване ($ W $) от 5 kN/m.
-
Свойства на материала: За мека стомана SS400 приемете $ f_y = 235 $ MPA.
-
Модул на секция:
[S = \ frac {bh^2} {6} = \ frac {1000 \ times10^2} {6} \ приблизително166667 \ mm^3] -
Момент на огъване:
[M = \ frac {wl^2} {8} = \ frac {5 \ times2^2} {8} = 2.5 \ kn \ cdot m = 2.5 \ times10^6 \ n \ cdot mm] -
Стрес за огъване:
[\ sigma = \ frac {m} {s} = \ frac {2.5 \ times10^6} {166667} \ приблизително15 \ mpa]
Тъй като $ \ sigma = 15 $ MPa $ <f_y = 235 $ MPA, плочата е безопасна срещу огъване. -
Срязване на напрежение:
Максималната сила на срязване $ V = \ frac {wl} {2} = \ frac {5 \ times2} {2} = 5 \ kn = 5000 \ n $
Площта на напречното сечение $ a = b \ пъти h = 1000 \ times10 = 10000 \ mm^2 $
[\ tau = \ frac {v} {a} = \ frac {5000} {10000} = 0.5 \ mpa]
Заключение
Изчисляването на капацитета на лагера на стоманена плоча е сложен, но съществен процес. Разбирайки свойствата на материала, размерите и условията за поддръжка на стоманената плоча и следвайки стъпките, описани по -горе, можете точно да определите максималното натоварване, което плочата може да понесе. Като доставчик на стоманени плочи можем да ви предоставим висококачествени стоманени плочи и необходимата техническа поддръжка, за да ви помогнем с вашите проекти.
Ако се нуждаете от стоманени табели за вашите строителни или инженерни проекти и искате да обсъдите изискванията за натоварване - носене, не се колебайте да се свържете с нас за подробна консултация. Ние се ангажираме да ви предоставим най -добрите решения и продукти, които отговарят на вашите специфични нужди.
ЛИТЕРАТУРА
- Bickford, JH (1998). Усъвършенствана механика на материалите. McGraw - Hill.
- Gere, JM, & Timoshenko, SP (1997). Механика на материалите. PWS Publishing Company.
- Наръчник за дизайн на конструкция стомана, AISC.
