运输箱校核计算书

离心机运输箱强度计算书项目名称：运输箱设计项目编号:编制:审核:批准：日期:目录-2-1.简介.................................................................................................................................................-2-2.模型基本属性.................................................................................................................................-3-3.载荷和约束.....................................................................................................................................-3-4.框架结构有限元分析.....................................................................................................................-6-4.1.框架塑性变形分析及挠度计算.........................................................................................-6-4.2.框架应力分布及计算.........................................................................................................-7-5.吊耳强度校核计算.........................................................................................................................-7-6.结论.................................................................................................................................................-9-7.附页.................................................................................................................................................-9-1.简介离心机运输箱的设计载荷为3吨，预以2倍安全系数进行校核计算。运用制图软件Solidworks建立力学模型。在模型中，对四个吊耳内孔施加约束，方向垂直向上；对底板平面施-3-加均布向下载荷；运用制图软件中的COSMOSXpressStudy工具对模型进行有限元分析。分析结果包括：塑性变形分析、塑性变形件最大位移、模型各部位应力分布和最大应力；2.模型基本属性实体名称离心机运输箱实体质量459.767kg材料名称Q235运算工具COSMOSXpressStudy材料说明14b型槽钢、20b型槽钢、6#方通；详见图示1材料截面尺寸简图材料来源所使用的SolidWorks材质运算工具COSMOSXpressStudy弹性模量2.1×1011Pa泊松比0.28NA质量密度7800kg/m3屈服强度235MPa说明：1、“e+00x”=10x；2、SolidWorks材质库中“Q235”材质的屈服强度为220.59MPa，本计算中，修正为“235MPa”；图1材料截面尺寸简图3.载荷和约束约束约束1离心机运输箱于4个面如图示2所示-4-载荷载荷1离心机运输箱于1个面应用法向力58800N使用均匀分布如图示3所示图2模型约束示意图-5-图3模型载荷分布示意图-6-4.框架结构有限元分析运用制图软件中的COSMOSXpressStudy工具对模型进行了有限元分析。分析结果包括：模型塑性变形趋势、塑性变形件最大位移、模型各部位应力分布和最大应力；4.1.框架塑性变形分析及挠度计算下表及图示4为COSMOSXpressStudy对模型塑性变形的模拟运算结果。名称类型最小位移量最小位移点坐标最大位移量最大位移点坐标挠度计算URES:合位移0mm(-70mm,81mm,-38mm)1.77504mm(-1059.35mm,129mm,825mm)图4模型塑性变形位移分布示意图从中可以看出，模型变形的最大位移点将出现在底板中间衡量上（红色显示区域）。该梁的挠度计算结果如下表及图4所示。最大位移量，即底座衡量的挠度δ为1.77504mm。该梁总长1200mm。对于杆件挠度计算，通常取其长度的5‰作为许用位移量，即[δ]=6mm。∵[δ]＞δ∴工件满足稳定性要求。-7-4.2.框架应力分布及计算下表及图示5COSMOSXpressStudy对模型应力分布的模拟运算结果。名称类型最小应力最小应力坐标最大应力最大应力坐标应力计算VON:vonMises应力26150.1Pa(-2434mm,641.429mm,825mm)98.5997MPa(-70mm,86.9853mm,-4.05538mm)图5模型应力分布示意图从上表及图解可以看出，模型的应力分区情况，最危险截面在吊耳内孔的上半圆部位（红色显示部位），该处承受挤压、拉伸载荷，最大应力值σ=98.5997MPa。Q235材料的屈服极限强度为235MPa，取其60％作为许用应力，即［σ］=141MPa。∵［σ］＞σ∴满足强度要求5.吊耳强度校核计算以上运算主要针对运输箱整体框架，从运算图解中可以看出最大应力点分布在吊耳部位。为确保吊耳强度，需对该部位进行强度校核计算。根据APIRP2A标准，该计算应包含三方面：吊耳内孔挤压应力计算、吊耳耳环剪切应力计算及吊耳根部综合应力计算。计算结果如下表所示：-8-吊耳基本参数吊耳厚度t14.00mm吊耳外圆半径R50.00mm吊耳内孔直径φ35.00mm吊耳根部宽度W100.00mm吊耳内孔中心高度h72.50mm吊耳材料Q235选用钢丝绳参数钢丝绳额定载荷6.00T＞3t，满足使用要求卸扣销轴直径d32.00mm许用应力材料屈服极限δy235.00Mpa许用切应力0.4δy94.00Mpa许用挤压应力0.9δy211.50Mpa许用组合应力0.10δy141.00Mpa设计载荷单个吊耳设计载荷Q0.75T载荷方向与水平面夹角（θ）60.00度动态载荷系数Sf2.00吊耳计算载荷F=Sf*Q*9.81*100014715.00N垂直载荷Fv=F*sin（θ）12743.56N横向载荷Fh=F*cos（θ）7357.50N法向载荷Fho=0.05*9.81*Q*1000367.88N剪切应力计算吊耳剪切应力fv=F/[2*（R-0.5φ）*t]16.17Mpa＜94MPa,满足强度要求挤压应力计算吊耳挤压应力fp=F/（d*t）32.85Mpa＜211.5MPa,满足强度要求吊耳根部综合应力计算拉应力ft=Fv/(W*t)9.10Mpa横向切应力fv=Fh/(W*t)5.26Mpa法向切应力fvo=Fho/(W*t)0.26Mpa横向弯矩M1=F*h1066837.50N.mm法向弯矩M2=Fho*h26670.94N.mm横向弯曲应力fa=M1/(t*W^2/6)45.72Mpa法向弯曲应力fao=M2/(t*W^2/6)1.14Mpa吊耳根部综合应力fmax=SQRT(ft^2+fa^2+fao^2+3*（fv+fvo）^2)47.59Mpa＜141MPa,满足强度要求-9-6.结论综上所述，离心机运输箱满足稳定条件和强度要求。7.附页1、塑性变形位移图解2、应力分布图解-2-