焊接架臺(tái)提升強(qiáng)度解決歷程

綺羅羅

前兩天發(fā)帖提問了焊接架臺(tái)提升強(qiáng)度的問題（圖一）得到了大家很多的回復(fù)，獲益良多,。這里先感謝大家，也欣喜于能有機(jī)械社區(qū)這個(gè)大家相互交流提高的平臺(tái),。上個(gè)帖子的問題,，大部分得到了解決，所以這里也分享一下解決過程,，以作交流,。首先條件如圖一所示，對(duì)初步設(shè)計(jì)的架臺(tái)進(jìn)行有限元分析（圖二），根據(jù)分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),，變形量0.5,，主要是懸臂部分的變形和支撐部分變形在末端產(chǎn)生了大位移兩部分導(dǎo)致的。那么對(duì)策就是減少這兩部分的變形,。
首先懸臂部分,，盡量減少懸臂長(zhǎng)度，這樣也可以減少支撐部被放大的位移,。同時(shí)提升懸臂本體的強(qiáng)度,，通過增加板厚，上側(cè)也添加肋,，內(nèi)部筋的布置等方式提升（這里我對(duì)懸臂部分單獨(dú)進(jìn)行了有限元分析，來確認(rèn)強(qiáng)度的提升效果）,。
至于支撐部,，首先是提升了前后長(zhǎng)度，由400提升到800,。而后查詢了機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),，恍然大悟，將原本橫向布置的筋改為X式布置,。
再之后,，想盡量降低高度，來減小末端位移,。嘗試了一些方案,，限于工作條件，直接降低高度并不可行,，但我將懸臂部分和支撐部分做成了分體式設(shè)計(jì),。因?yàn)樵O(shè)備空間主要是上側(cè)空間有限，而下側(cè)則有充分的空間,，做成分體式,，就可以將下側(cè)支撐部做大來盡可能提升強(qiáng)度。當(dāng)然,，這樣的設(shè)計(jì)要特別注意螺釘?shù)牟贾�,，因�(yàn)閷⒁�由螺釘直接承受力，需要校核好�?/font>
所以,，目前的優(yōu)化結(jié)構(gòu)就是如圖三所示,，變形降到0.15。當(dāng)然也不是最終版,，接下是跟根據(jù)其他的單元精細(xì)尺寸,，從焊接工藝性上優(yōu)化結(jié)構(gòu)，減重設(shè)計(jì)，螺釘?shù)牟贾眯：说葍?yōu)化過程,。
大概花了半天的時(shí)間,，不斷推翻與優(yōu)化，最終迭代出來了這個(gè)尚可的結(jié)果（圖四）,。在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中的感悟主要就是分析與解決了,。分析出是哪些地方存在問題，把大問題分解成小問題,，查資料做優(yōu)化嘗試各種可能性來一點(diǎn)一點(diǎn)解決掉每個(gè)小問題,，最終得到成果。我想,，這個(gè)思路可能比較值得分享吧,。

sgxap666

感覺圖三這更差了

夜夢(mèng)榮華

個(gè)人還是喜歡你圖二的結(jié)構(gòu)，圖三難看不說,，加工也是麻煩事,。x型結(jié)構(gòu)對(duì)你這個(gè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提升不大，你可以嘗試講圖二按你上面說的優(yōu)化,，結(jié)構(gòu)不變,，擔(dān)心強(qiáng)度不夠的話，在懸臂頂部取消橫筋（只取消最上面一層橫筋）,，然后側(cè)邊打孔,，中間穿圓管焊接，這樣強(qiáng)度應(yīng)該會(huì)好很多,，也便于加工,。

lcl2094

如果對(duì)于位移變形比較敏感，那么圖1,、圖2的圓孔分配有問題,，應(yīng)該上大下小，或者就直接取消圓孔,。如果需要進(jìn)一步改善位移變形,，應(yīng)該沿力矩方向加寬基礎(chǔ)，而過多的橫加強(qiáng)梁對(duì)強(qiáng)度的幫助有限,，可以取消,。最后底板那里太薄了，上面不惜成本堆料,，最后螺栓拉住的底板變形了,。

wswker

我也認(rèn)為你新做的結(jié)構(gòu)不是特別好,，做結(jié)構(gòu)有個(gè)重要的點(diǎn)是簡(jiǎn)化分析，對(duì)于這個(gè)來說,，你主要考慮位移,，可以先不考慮橫向穩(wěn)定性，直接壓縮成一塊鐵板,，位移由兩個(gè)地方產(chǎn)生,，一個(gè)是懸臂梁的受力，一個(gè)是立柱的側(cè)向受拉,，都是平面內(nèi)的受力,，你把固定約束放在主梁上，實(shí)際懸臂梁的變形是相對(duì)比較小的,，立柱的變形影響比較大,，對(duì)立柱來說，y向的寬度影響是比較大的,，其實(shí)可以再多理解理解慣性矩相關(guān)的內(nèi)容

xue428032

樓主,，簡(jiǎn)單些，用工字鋼試下

charlie909

加強(qiáng)筋不會(huì)十字交叉,，會(huì)優(yōu)選T形，根據(jù)需要我會(huì)將材料換成Q345

詹姆斯007

一,、先說說你的結(jié)構(gòu)存在的問題：
1,、看了圖一上面的一段話說到“增加板厚，效果甚微”,。
       從模型上看,，翼緣板薄，腹板厚,。這與梁的截面設(shè)計(jì)原則相背,，你畫反了，所以增加板厚肯定作用不大,。
       開孔的兩塊側(cè)板是腹板,。橫梁上下和立柱左右的鋼板是翼緣板。
       把板厚修改后,，再增加翼緣板的厚度,，效果會(huì)很明顯。
       要是需要慣性矩有更大的提高,，可以增加梁的高度,。
2、對(duì)于梁的截面慣性矩的計(jì)算,，只考慮翼緣板和腹板,，并不考慮梁內(nèi)部的縱向和橫向加勁肋,。
      那個(gè)交叉的筋板也起不了多大作用。
3,、腹板上盡量不要開孔,，開孔處的截面是整個(gè)梁最危險(xiǎn)的部位。如果必須要開孔,，需要增加加強(qiáng)圈,。
4、你的結(jié)構(gòu)屬于半龍門式剛架,，梁和立柱的截面高度要一致,。
5、由于梁端承受垂直的集中力,，在立柱下面連接法蘭處,，要承受彎矩，螺栓的排列也需要調(diào)整,。6,、那個(gè)三角加強(qiáng)的部位，需要添加一塊蓋板,，見下圖,。

      我畫了一個(gè)模型，供你參考,。

詹姆斯007

最近我也遇到你這樣的問題,，前幾年的一個(gè)項(xiàng)目，不是我設(shè)計(jì)的,。 是一種反力支座出了問題,。強(qiáng)度和剛度都沒有問題,，是固有頻率不夠,，需要重新設(shè)計(jì),。
原來的截面設(shè)計(jì)和你的設(shè)計(jì)一樣，也是把翼緣板和腹板的厚度搞反了,。
我重新修改了設(shè)計(jì)方案,，見下圖，白色線的是原設(shè)計(jì),，黃色線的是新設(shè)計(jì),。

落淚小丑

詹姆斯007 發(fā)表于 2023-8-31 12:58
最近我也遇到你這樣的問題，前幾年的一個(gè)項(xiàng)目,，不是我設(shè)計(jì)的,。 是一種反力支座出了問題。強(qiáng)度和剛度都沒有 ...

請(qǐng)教一下,，所以按照貼主貼出來的受力情況,，應(yīng)該增厚的是紅色箭頭的腹板,，而不是增厚黃色箭頭的板，我這樣理解對(duì)嗎,？