關于6061上車螺紋強度的計算？

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：按照螺紋牙的強度計算公式：
      1.剪切強度條件 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，u=H/P,H為螺紋長度30，則u=30/3=10圈,    許用應力[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;
4 _4 N5 `" |, m8 |$ [) p9 Q       2.彎曲強度條件 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；
        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；
        4.故端部螺紋不會破壞；
上面計算中，許用應力[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？
% Q! O: m2 u9 D' i7 j2 `鋁材上的螺紋許用應力是多少？

dongst

% Q6 u0 |& ]0 I. M  s, G$ d
螺紋破壞，一看螺桿強度，二看是否滑牙。
2.5T的軸向的拉力在螺桿上產生的應力只有1~2MPa，所以主要是滑牙的情況。
- @* [$ l  N, @' ]7 b2.5T的力，大約40%會作用在第一圈上，所以第一圈載荷10KN。
+ X: _. m) z( N0 p' y& d一圈螺紋面積約585mm^2.
所以第一圈螺紋上產生的剪切應力約為17MPa。
6 u' `( [7 d  |! Z這個6061桿件是變形鋁，不知道有沒有經過熱處理，如果沒有，那屈服強度不會超過55MPa。
1 J2 C7 f0 L) m! C所以許用剪切強度不過55/(n*1.732)=31.75MPa/n
所以如果沒什么沖擊，速度不快的吊裝，我認為也不會滑牙。

% D# X2 ~1 R$ d0 d0 B另外，我不是很理解樓主為何計算彎曲強度。

& F: z0 I, z5 D. H0 p- j

986675481

dongst 發表于 2014-9-12 11:34
4 k; L8 I* L) ]; A螺紋破壞，一看螺桿強度，二看是否滑牙。
2.5T的軸向的拉力在螺桿上產生的應力只有1~2MPa，所以主要是滑牙 ...

6 h( O5 {9 A2 M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，假設螺紋所承受的壓力作用在以螺紋中經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。

986675481

如果按照螺紋第一圈承受1/3載荷，對螺紋第一圈進行校核，則上面計算公式  2.彎曲強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,所以端部螺紋強度足夠。

986675481

用軟件做了一下應力分析，承受2.5噸的重量，螺紋根部最大應力達到72.83MPa,已經大于55.2MPa,那螺紋根部會不會破壞那？

志不窮

學習來了朋友大師們

星垂風野

我把你們的討論保存了慢慢學習學習

986675481

按照第四強度理論對應力進行校核：
, L& Y9 |5 W! Y9 o7 m& s1.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.σr4≥55.2MPa,故螺紋強度不足。

yhn567

大使首樓有點筆誤~

986675481

yhn567 發表于 2014-11-26 20:46
大使首樓有點筆誤~

恩，呵呵，沒注意，謝謝啦！