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轴心压杆稳定性验算在起重机设计规范中的变化
郭建生熊彪
1武汉理工大学物流工程学院武汉430063
2中交武汉工程设计研究院有限公司武汉430071
摘要:通过比较新旧2种设计规范在轴心压杆稳定性计算上的变化,结合稳定性研究的最新成果,充分肯
定了这种变化的合理性和科学性。在直观分析稳定系数曲线趋势图的基础上,指出这种变化在实际运用中可能导
致的差异,提出了新规范在实际运用中应注意的问题,有助于工程技术人员正确运用新规范和更好地把握其实质。
关键词:轴心压杆;稳定性;验算;变化
中图分类号:TH21文献标识码:A文章编号:1001-0785(2010)12-0055-03
Abstract: Through comparing the changes of the stability calculation of the axle center compressing bar according to
the new and previous design specifications, the paper combines the updated achievements of stability study, and then com-
pletely confirms the rationality and scientificalness of the changes. On the basis of directly analyzing curve tendency chart of
the stabilizing factor, the paper indicates the difference possibly resulted in applying the new specification practically, and
raises the problems which shall be paid attention to when practically using the new specification, thus to contribute to the
proper utilization of the new specification and better grasp the substance by the engineering personnel
Keywords: axle center compressing bar; stability; check calculation; variation
强度、刚度和稳定性是起重机金属结构安全简单化,而稳定性计算目前尚没有成熟的工程实
工作的3要素。其中强度和刚度的计算,由于有用数值计算方法。所以,工程实际中仍然是依据
限元法的普及和成熟运用,在工程实际中已大大规范提供的计算理论和试验数据来完成。而我国
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4结论
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吊钩工作在折线硬化下的应力状态,在重载[8)武昭晖?机械零件强度的可革性设计与传统设计J
荷下虽然塑性变形小了,但距离强度破坏和开口
山西机械,1999(3):28.
过度更近了,这是设计者和使用者应重视的问题
作者:王振成
地址:郑州市工人路84号
参考文献
邮编:450007
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《起重运输机械》2010(12
55
起重机设计规范于2008年修订,2009年正式实式中:A为构件长细比;E为材料的弹性模量;o
施,替代应用了30多年的老规范,因此,在此新为材料屈服极限;ん。为临界长细比(欧拉载荷适
老规范交替之际,探讨2种规范之间在稳定性计用的临界点)。
算的一些差异,对于正确使用规范,有着十分重
对于Q235钢,A。=123;16Mn,ん。=102。新
要的意义。
规范中轴心压杆稳定系数为
新规范在轴心压杆稳定性计算上的变化
当
≤0.215时,q
受压构件丧失承载能力的形式,在工程实际
中更多的表现为材料的屈曲及失稳。而构件的失
稳又分为具有分支平衡点的失稳(1类失稳)和
当入。>0.215时,P2い:入,+A2)
没有分支平衡点的失稳(2类失稳)2大类。准确
Va2+cA,+X)-4A」
确定压杆构件的承载能力,就要细致地研究构件
式中:。为正側长细比;a1、a2、a3为受截
的材料性能、截面的特性、初始缺陷和端部条件。面类别影响的系数,按规范附录中的表K.5选取。
端部条件在稳定性计算中常常以换算长度系数以稳定系数q的不同计算公式,会带来什么样的变
来考虑,而初始缺陷(初变形、初偏心等)包括化,将Q235材料的屈服极限.=235MPa和弹性
了试验的数据,这2点在老规范中都有具体的反模量E=210000MPa代入公式,绘制出φ值曲线
映。而对于材料的性能影响,老规范以Q235和图,就能够非常直观地看出两者的区别,见图1。
16Mn(Q345)2种不同的轴心压杄稳定系数来体
1.2
现,但这只是表达材料屈服极限不同而造成的稳
定性差异。材料性能对稳定性的影响,除屈服极
0.8
限、弹性模量之外,还有残余应力的影响,这
点在老规范的稳定性验算理论中没有任何的反映,
0.4
同时截面特性的影响也没有任何的体现。
为了矫正这种不合理性,更好地反映稳定性的
1214168110112114I16118120122124
长细比
最新研究成果,新规范在轴心压杄稳定性计算中弓
图1新老规范ド轴心压杆稳定系数曲线对照图
入了截面类别控制参数。截面类別除与截面形式有
关外,还与成型的施工工艺密切挂钩,如轧制、火3结论
焰切割和机械剪切等。截面类别共分为4类,分别
是a、b、c和d,与之相应的提供了4种截面类别
(1)新规范中截面类别a、b、c、d在相同的
的稳定系数査取表。为简化表格数目,引人假想长
值下,稳定系数依次减小,表明其稳定性也逐渐
降低。a类截面稳定性最高,d类截面稳定性
细比A=,来换算材料屈服极限不同的影响。最低。
(2)老规范计算的q值介于新规范中的a类
2轴心压杆稳定系数ゃ的计算公式変化
截面与b类截面之间,且更靠近b类截面,但在
老规范中轴心压稳定系数为
A=140之前,其数值都大于新规范中的b类截面
计算的9值。根据参考文献中截面类別表可以知
道,b类截面是工程实际中经常遇到的截面,所
当A≤A。时,p=
以,由此可以得出:对于工程中常见构件稳定性
1+0.
的验算,新规范验算方法较老规范更为严格。
(3)当ん<140时,