机械装备金属结构 第三章 载荷与载荷组合 图文.doc

机械装备金属结构 第三章 载荷与载荷组合_图文第三章载荷与载荷组合一、载荷的分类二、载荷的计算三、金属结构的设计方法、载荷情况和载荷组合概金属结构是承载结构,根据用途和机型不同,所承受的外载荷也不相同。准确地确定载荷值、科学地进行载荷组合和正确地进行结构分析与设计,是保证机械装备具有可靠的承载能力和良好的使用性能的重要前提条件。述第一节载荷的分类金属结构承受的外载荷,可按以下方法分类:按其作用性质、工作特点和发生频度分为:常规载荷、偶然载荷、特殊载荷;按其作用效果与时间变化相关性划分:静载荷、动载荷。第二节载荷的计算结构的载荷值需在设计之初进行确定和计算。而准确确定载荷值将直接影响结构设计的精度和机械装备的安全可靠和使用性能。以下介绍确定各类载荷的计算原则和方法一、载荷计算原则(1)起重机的载荷计算与载荷组合主要用于验证起重机结构件的防强度失效、防弹性失稳和防疲劳失效的能力,以及起重机的抗倾覆稳定性和抗风防滑移安全性。(2)起重机能力验算时应注意计算模型与实际情况的差异。当载荷引起的效应随时间变化时,应采用等效静载荷进行估算(3)如某载荷不可能出现,则应在验算中略去(如室内起重机不考虑风载荷)。同样,对起重机说明书中禁止出现的、对起重机设计未提出要求的、在起重机设计中已明确要防止或禁止的载荷也不予考虑。(4)结构设计方法有两种:许用应力设计法或极限状态设计法。无论采用何种方法,在考虑载荷、载荷系数、载荷组合、许用应力和极限设计应力时,都应以GB3811-2008《起重机设计规范》的有关章节或附录来确定,或在可能的情况下以试验或统计数据为基础来确定。二、(1自重载荷PG自重载荷是指起重机本身的结构、机械设备、电气设备以及在起重机工作时始终附设在某些部件和积结其上(如起重机上的漏斗料仓、连续输送机及其上的物料等质量的重力。1自重载荷的估算在结构设计之前,结构自重尚未知,必须预先估算。对于桁架结构的自重载荷,则视为作用于桁架节点上的节点载荷F:1GPFn=−图1结构自重的作用方式a桁架结构b实体结构式中n——桁架的节点数。对于实体结构(如梁、刚架,则视为均布载荷Fq:GqPFS=式中S——实体结构的跨度。2自重振动载荷φ1PG。自重振动载荷用起升冲击系数φ1乘以起重机的自重载荷来考虑,为反映此振动载荷范围的上下限,该系数取为两个值:φ1=1±α,0≤α≤。(2额定起升载荷PQ额定起升载荷,是指起重机起吊额定起重量时能够吊运的物品最大质量(mQ与吊具及属具质量(m0总和(即总起升质量的重力,简而言之就是起吊额定起重量时的总起升质量的重力。起升载荷,指起重机在实际的起吊作业中每一次吊运的物品质量(有效起重量与吊具及属具质量总和(即起升质量的重力。1起升动载荷φ2PQ。当物品无约束地起升离开地面时,物品的惯性力将会使起升载荷出现动载增大的作用。此起升动力效应用一个大于1的起升动载系数φ2乘以额定起升载荷来考虑。2起升状态级别。起升状态划分为HC1~HC4四个级别:起升离地平稳的为HC1,起升离地有轻微冲击的为HC2,起升离地有中度冲击的为HC3,起升离地有较大冲击的为HC4。3起升动载系数φ2。当从地面加速起升载荷时,载荷惯性力增大了起升载荷的静力值,并使金属结构产生弹性振动,计算结构时考虑垂直惯性力和振动作用的起升载荷称为起升动载荷。结构系统承受的起升动载荷(或动位移与起升静载荷或(静位移之比值称为起升动载系数φ2,它表示相对起升静载荷增大的程度:201ddQPPδφδ==>因而计算金属结构所用的起升动载荷为:2dQPPφ=(3突然卸载时的动力效应某些起重机正常工作时需在空中从总起升质量m中突然卸除部分起升质量Δm(例如使用抓斗或电磁盘进行空中卸载,将对起重机结构产生减载振动作用。减小后的起升动载荷用突然卸载冲击系数φ3乘以额定起升载荷来计算。其中1(133βφ+∆−=mmβ3⎯⎯卸载系数,对用抓斗或类似的慢速卸载装置的起重机,β3=;对用电磁盘或类似的快速卸载装置的起重机,β3=。(4运行冲击载荷起重机在不平的道路或轨道上运行时所发生的垂直冲击动力效应。用运行冲击系数φ4乘以起重机的自重载荷与额定起升载荷之和来计算。包括以下两种情况:1在道路上或道路外运行的起重机a对于轮胎起重机和汽车起重机:当运行速度Vy≤,φ=;4=;当运行速度Vy>,φ4b对于履带式起重机:=;当运行速度Vy≤,φ4=。当运行速度Vy>,φ42在轨道上运行的起重机。a对于轨道接头状态良好,取φ4=1。b对于轨道接头状况一般,起重机通过接头时会发生垂直冲击效应,此时可用运行冲击系数φ4,可由下式确定:=+Vy——起重机运行速度,单位为m/s;h——轨道接头处