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��,，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？