【設計基礎】機械結構設計中的力學原則

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1 、強度計算和試驗準則

1。對承受較大負載或扭矩的鈑金位置,強度須經過計算,並安全合格

2。必要時須有試驗報告和資料。

2 、均勻受載準則

1。透過構件設計,使受力載荷分佈均勻,載荷不集中可以保證同等條件下,承受的應力成倍增加。

2。連續性和載荷均勻分佈的設計可以實現。

【設計基礎】機械結構設計中的力學原則

3 、力流路徑最短準則

1。力流優先走較短路徑,剛度最大的路徑

2。力線連續。為提高構建剛度,儘量使力流路徑最短,越短則受力區域越小,累積變形就越小,剛度就提高。

3。儘量保證力流線路的直線狀態,這時力流路徑最短

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4 、減低缺口效應準則

缺口效應的原因是力流在截面突變處,被迫急劇改變原有路徑,因而力流搶近道引起近道區域性力線擁擠,應力急劇集中上升。

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解決措施:

1。避免截面突變的設計,尤其是避免力流截面急劇變小;

2。降低缺口附近的材料鋼度;

3。加預壓力應力;

4。避免力流突然轉彎

孔、槽、螺紋、臺肩等缺口處易發生;判定標準是介面尺寸變化的急劇程度;關注機械設計輕鬆學公眾號學習更多相關知識。

5、 變形協調準則

在力的傳遞中,構件會發生變形,變形不對稱、接觸面變形不匹配等都會引起走偏、應力集中等問題;

解決措施:

在接觸面處,降低構件在力流方向上的剛度,以便減少對另一構件變形的阻礙,使變形同步;

如:軸承的軸固定架、天車的導軌

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6、 等強度準則

1。構件區域性的應力和該處的材料許用值相等。省材料降能耗。2。注意次要載荷的影響

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7、 附加力自平衡準則

力傳遞中,出現的無用力或力矩,白白增加損耗,透過讓附加力自行平衡或抵消的方法解決。

解決措施:

1。平衡件;

2。對稱安置。

8、 空心截面準則

彎曲和扭轉應力在橫截面越遠離中心越大,橫截面中心很小,同等材料截面積情況下,空心的結構有更好的強度和剛度。

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空心也可以透過其他形式實現,不一定就得是圓管形;空心結構的壁厚不能太薄,否則發生區域性皺摺而喪失承載能力。

9、 受扭截面凸形封閉準則

受扭轉作用的薄壁構件的截面避免開口形狀,抵抗剪下變形的能力低,扭轉剛度就低

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10 、最佳著力點準則

力向量經過橫截面扭轉中心,不會產生附加扭矩;多個力的作用節點儘量使力向量交匯於一處,避免附加彎矩,降低應力水平。

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11、 受衝擊載荷結構柔性設計

在有衝擊載荷的情況下,加大其柔性,避免衝擊,但快速響應特性會下降。

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柔性準則的措施:

1。增加等截面杆的長度;

2。避免截面突變;

3。安裝緩衝器;

4。選用彈性模量小的材料。

12、避免長壓桿失穩準則

對金屬構件,壓應力是拉應力的多倍,但壓狀態下,失穩破壞會破壞強度,設計上應避免。

注意檢查是否有細長杆受壓結構。

改進措施有:

1。加大截面慣性矩;

2。減小壓桿長度;

3。加強支撐約束性;

4。截面形狀與約束方式的最優組合;

5。合理選材

處於彈塑階段的中小柔度杆,用高強度鋼;

對大柔度杆,高強度鋼不能提高其穩定性,須用普通鋼

13、 熱變形自由準則

使結構因為受熱的變形自由。

具體措施:

1。留有熱變形的間隔

2。加膨脹節

3。或將管道做成彎的。

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