關(guān)于6061上車螺紋強(qiáng)度的計算？

986675481

一根6061鋁桿，直徑Φ90mm,一端30mm車M86X3螺紋長30mm用于吊裝，鋁桿上承受大越2.5噸的重量，要求校核端部螺紋是否會破壞？
計算如下：按照螺紋牙的強(qiáng)度計算公式：
$ Q  ?& u4 C8 W& l0 K: v      1.剪切強(qiáng)度條件 τ=F/(πdbu)≤[τ]  則 F=[τ]πdbu，式中d為螺紋大徑Φ86mm， b為螺紋牙根部厚度，根據(jù)普通螺紋基本牙型可以算得b=P-P/8-P/4=5/8P=5/8*3=1.875mm,  u為螺紋工作圈數(shù)，u=H/P,H為螺紋長度30，則u=30/3=10圈,    許用應(yīng)力[τ]按[σ]=σs/(3~5),[τ]=0.6[σ]計算，6061的σs=276MPa，則[τ]=0.6σs/5=0.6*276/5=33.12MPa，  則F=[τ]πdbu=33.12*3.14*86*1.875*10N=167.784KN;
       2.彎曲強(qiáng)度條件 σ=6FL/(πdb^2u)≤[σ]  則F=[σ]πdb^2u/(6L),式中L為彎曲力臂，L=d-d2/2,中經(jīng)d2=d-0.6495P,則L=d-(d-0.6495P)/2=86-(86-0.6495*3)=0.974mm,  [σ]=σs/(3~5)=276/5=55.2,  則F=[σ]πdb^2u/(6L)=55.2*3.14*86*1.875^2*10/(6*0.974)N=89.67KN；
9 y& {+ O  b( g' z( J% Z  y        3.按F=89.67KN計算，能夠承受的重量M=F/g=89.67/9.8噸=9.15噸≥2.5噸；
1 G: I! T7 }9 p2 G; H        4.故端部螺紋不會破壞；
$ v' `  X- U: e3 J9 O: _+ ^8 F2 k上面計算中，許用應(yīng)力[τ]按[σ]=σs/(3~5),[τ]=0.6[σ]計算，是按普通鋼材計算的，但材料為6061，不知道在這樣計算是否合適？
. ^, p1 |& S$ m" L鋁材上的螺紋許用應(yīng)力是多少？

dongst

/ A/ R6 g3 x0 w) t/ F
螺紋破壞，一看螺桿強(qiáng)度，二看是否滑牙。
2.5T的軸向的拉力在螺桿上產(chǎn)生的應(yīng)力只有1~2MPa，所以主要是滑牙的情況。
: Q. e9 b/ m0 e7 d; y) Y2.5T的力，大約40%會作用在第一圈上，所以第一圈載荷10KN。
1 |; z: [4 W6 i7 b& O一圈螺紋面積約585mm^2.
所以第一圈螺紋上產(chǎn)生的剪切應(yīng)力約為17MPa。
' {; u! c0 B6 u: B" [% ?這個6061桿件是變形鋁，不知道有沒有經(jīng)過熱處理，如果沒有，那屈服強(qiáng)度不會超過55MPa。
# g& b# }. S3 T* w所以許用剪切強(qiáng)度不過55/(n*1.732)=31.75MPa/n
7 N1 S: I% n. c( {  m: V7 |, f所以如果沒什么沖擊，速度不快的吊裝，我認(rèn)為也不會滑牙。

另外，我不是很理解樓主為何計算彎曲強(qiáng)度。

986675481

dongst 發(fā)表于 2014-9-12 11:34
  y! B- M" q1 {& |6 L& f1 @' V% v螺紋破壞，一看螺桿強(qiáng)度，二看是否滑牙。
. J- r+ Y" x4 R" T# a2.5T的軸向的拉力在螺桿上產(chǎn)生的應(yīng)力只有1~2MPa，所以主要是滑牙 ...

2 c1 e8 n) U; [/ c% a如果將一圈螺紋沿螺紋大徑d處展開，則可以看做是長度為πd的懸臂梁，假設(shè)螺紋所承受的壓力作用在以螺紋中經(jīng)d2為直徑的圓周上，則螺紋不僅受壓力作用，還將承受彎矩作用。
6 X9 Z3 Y9 T6 g# H0 y# V

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如果按照螺紋第一圈承受1/3載荷，對螺紋第一圈進(jìn)行校核，則上面計算公式  2.彎曲強(qiáng)度條件的計算可改為1/3F=[σ]πdb^2/(6L)，則F=8.967*3=26.9KN，  則能夠承受的重量M=F/g=26.9/9.8噸=2.745噸≥2.5噸,所以端部螺紋強(qiáng)度足夠。

986675481

用軟件做了一下應(yīng)力分析，承受2.5噸的重量，螺紋根部最大應(yīng)力達(dá)到72.83MPa,已經(jīng)大于55.2MPa,那螺紋根部會不會破壞那？

志不窮

學(xué)習(xí)來了朋友大師們

星垂風(fēng)野

我把你們的討論保存了慢慢學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)
9 D3 @& V* Y0 D- L5 u

986675481

按照第四強(qiáng)度理論對應(yīng)力進(jìn)行校核：
1.τ=1/3F/(πdb)=1/3*2500*9.8/（3.14*86*1.875）=16.129MPa；
2.σ=1/3*6FL/(πdb^2)=1/3*6*2500*9.8*0.974/（3.14*86*1.875^2）=50.272MPa；
3.σ1=σ/2+√（（σ/2）^2+τ^2）=55MPa
   σ2=0MPa
   σ3=σ/2-√（（σ/2）^2+τ^2）=-4.732MPa
   σr4=√(0.5((σ1-σ2)^2+(σ2-σ3)^2+(σ3-σ1)^2))=57.512MPa;
4 N: ]: ?8 {: ^. I2 a: t4 B8 P4.σr4≥55.2MPa,故螺紋強(qiáng)度不足。

yhn567

大使首樓有點筆誤~
, d3 B' g  J1 O+ M4 A' m

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yhn567 發(fā)表于 2014-11-26 20:46
$ O' a% `* r4 u* {! m大使首樓有點筆誤~

( [" n' h1 L) a- g5 p恩，呵呵，沒注意，謝謝啦！