铝合金型材强度计算.docx

铝合金型材强度计算:型材设计：为防止连接处松动，型材的T形槽都是内凹的，具有这种结构的型材在对接时只有边缘的 线接触，T形槽受力变形也被限定在弹性范围内，显著提高了结构的稳定性型材直线度：型材水平放置，任意位置的长度L2=300mm,其弯曲变形高度数h2的最大值不超过 0.3mm（L2=300mm，h2<0.3mm）型材全长L1的弯曲变形高度hl参照下表：型材扭曲度：型材水平放置，宽度W，因弯曲和扭曲而使端部翘起，其扭曲变形高度T参照下表计W(mm)T(mm)L>1rr<400.052XW0. 123 乂四>40-800.026XW0. 087 XW>80-2500.017XW0. 052XW型材平面度：型材水平放置，型材短边W的最大平面容差D,参照下表W(mm)D(mm)C400.2>40-800.5>80-2501.0（二）铝合金机械性能参数表铝台金状态屈赧强度 00.2/MPa抗拉强度CTb/M7Pa伸长率 S%七氏硬度弹性摸母站化眼厚度|jmB0610551252510,127.0«10110T41452402210-12r.oxio'iaT61763101210-127.Dw10J106063050go1210-127 0^10J10T514518510-127.0x110T621524010-1210铝型材的强度校核：对于韧性材料制成的梁，当梁的危险截面上的最大正应力达到材料的屈服应力（OS） 时，便认为梁发生失效；对于脆性材料制成的梁，当梁的危险截面上的最大正应力达到材料的强度极 限（Ob）时，便认为梁发生失效。

即：omax=os （韧性材料） omax=ob （脆性材料）这就是判断梁是否失效的准则铝型材属于韧性材料为了保证型材具有足够的安全裕度，型材的危险截面上的最大正应力，必须小于许用应力，许用应力 等于os或ob除以一个大于1的安全因数ns（一般ns取1.3~1.5）于是，有：amax<-—=［O］ amax<^-（ajm nb 1 J上述二式就是基于最大正应力的型材弯曲强度计算准则，又称为弯曲强度条件，式中［o］为弯曲许用 应力；ns和nb分别为对应于屈服强度和强度极限的安全因数型材的弯曲强度计算步骤：1：根据型材受到的约束性质，从表1中查出型材的最大弯矩计算公式，算出最大弯矩值；2：由最大弯矩值，根据公式 算出型材在最大弯矩截面处所受的最大内应力；3：查表2,得出所用型材的屈服强度O0.2.除以安全系数1.5，得出许用应力［o］；4：用算出的最大内应力与许用应力比较，当所受最大内应力小于许用应力［0］时，型材的强度满足承 载要求对于产生弯曲变形的型材，在满足强度条件的同时，为保证其正常工作还需对弯曲位移加以限制，即r W. i还应该满足刚度条件：'• 1 1 '式中，L为跨长，口 为许可的挠度与跨长之比（简称许可挠跨比），一般工程中通常只限制梁的挠［当二—L~—L_跨比L,—"。

10D0 在怡合达目录册中，规定所有受力型材，其最大挠跨比不超过「；：：举例说明：一条AOB05-4080的型材，长度L=1250，两端固定，在其中间部位加载150公斤的载荷，试校核其校核步骤：第一步：校核型材的抗弯强度在表 1中查到型材集中载荷简支梁结构其最大弯矩为PLMmax=( )=150*9.8*1.25/4=459.4/N・m，查 AOB05-4080 型材的弹性模量E=70000N/mm2查型材技术参数表，得截面惯性矩Ix=174455mm4 Iy=655220mm4抗弯截截面系数为Wxmax=8722.75mm3Wymax=16380.5mm3代 入 正 应 力 公 式： (1. 用 80 面 作 承 载omax=^ =459.4/8,72275x10' = 52.67MPa面) *(2, 用 40 面作承载面)Omax喋=459,4/16.3805M0F8.05MPa查表2, 6063-T5的屈服强度为145 Mpa，除以安全系数1.5, 52.67MPa<145/1.5=96.7 MPa,故此款 型材用80面作承载面能满足承载150公斤的强度同理，28.05MPa<145/1.5=96.7 MPa，此款型材 用40面作承载面能满足承载150公斤的强度。

第二步：校核型材的刚度按最大挠度公式： (1 : 用 40 面作承载面)：fmax= 我杯(15W9.8X1250M 2501250)/(4470000x655220) =按 公毕瞻］1.30/1250-0.001 = 1/1000 = 0.001式：！-!- ，故用型材40面承载可满足刚度要求 (2 : 用 80 面作承载面)：矗= 我亏(15W9,8 妇 250M250>d250)/(48x70000x174455)=4.89mm按 公r 1 4.89/1250= 0.0039>1/1000 = 0,001式：L L ，故用型材80面承载不能满足刚度要求结论：一条长度为1250mm的AOB05-4080型材，要承载150kg的载荷，只能用40面来承载，才能 满足强度和钢度要求一）常用铝合金梁的反力，剪力，弯矩和挠度计算公式一览表序号壹刀类翌图示项目均右注载荷弯矩剪力肘称集中载荷熟力集中载荷非居中集中裁荷弯矩豉力q kM/MI1 1L/2■ a 4L L-2a_ JL a .I-f— 1■ 1 FA ^ ip^n kNbV— —1i— —•艮…“.匚?反力超力穹矩挠度反力挽度反力弯拒挠度反力挠度V*=,Vb=-告M号.Mb晋Ra=Rb=PV*=P , Vb=-P明g=PmRa=Rb=-^-V*.=+ § Va=-My昏拓孙二 PL'脆11 4SEJ若a>bt 时_ Pb f(a:i-2ab) 1 溢厂商,J 一厂序号计弃式R.*=qLVA-+qLMimx —与矩虱力弯拒7nnnrrrTTi^_AB「Mr jTlTrr>^q kNFM刑yawffiM岫非居中条中就荷P kN P kN挠度反力乾力横度匠力努力辰力&=pVfl = +PMmnY=-PLR"= gg Cr QIRasRbs-^ (L+2a)少左=-抻,皿右=^时 &左=-｛砒，VeTi=qa哧赛=普'(14日Ra^ Rb= PVa=-P , Vb=+P甄力CW挠度ic=fd= 哈(冲。