手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
球墨鑄鐵井蓋是地下管網入口常見的設施，按照傳統的全彈性的設計方法，和試驗結果有較大出入。結合球墨鑄鐵的實際情況，其本構關系更接近彈塑性材料，采用適當的算法可以在設計中更大程度上發揮球墨鑄鐵井蓋的力學性能。所用材質為球鐵，主要合金元素含量w為球化級別：3級；石墨大小：6級；鐵素體含量約3000。其拉力試棒的拉伸圖和試棒尺寸如圖所示，最大拉伸力83kN，最大拉伸量20mm，MoC20，83；彈性點BoC7.5，62。試棒直徑14mm，有效長度70mm。由圖做出試棒拉伸應力應變圖，并找出相應點MC28.5,540，BC10.7,400。執行歐洲標準BSEN124:1994，機動車區及行人區集水井頂蓋和檢查井頂蓋設計要求、類型試驗、標志、質量控制之試驗。(1)設計級別為C250，即指井蓋能承受住P=250kN的壓力測試。測試過程：用油缸壓力機，以一定的速度對井蓋緩慢加壓達到P=250kN后，靜壓30s。在此過程中，若井蓋不破裂，則通過C250的壓力測試，是承壓合格的井蓋。(2)所設計的井蓋架的凈開口尺寸是400mmX400mm(凈開口尺寸是指與井蓋配套井架的最小內尺寸)，此種井蓋采用的壓頭是直徑為250mm的圓形壓頭。(3)承壓點，井蓋四邊與井架處處接觸。
(1)所設計的4根筋對稱分布，對壓頭力的承受均勻。(2)由于井蓋受壓后中間下彎，所以分配到每根筋上的力可簡化成2個相等的集中載荷的作用，每個集中載荷P/8oC3)每根筋可簡化成受2個對稱的集中力P/8的簡支梁，并做出其簡力圖，如圖，傳統的強度分析方法，也就是把材料認為是完全彈性體，按照相關的理論和公式直接計算，并與材料(3)由前知，試棒的抗拉強度540MPa。可見，按照傳統的強度校核方法，初步設計的井蓋遠遠不能滿足其壓力測試要求。
分段積分法考慮了材料在受力時經歷的彈性和塑性階段，對整個階段的變形和承載力做了綜合考慮，具體地講，就是根據材料的力學性能，由截面相應位置所能承受的最大應變，找出其對應應力，用分段積分法，求出截面所能承受的彎矩，來校核井蓋強度。是指截面最下端最大應變時，截面各部位所發生的應力和應變情況。(1)做截面所能承受的最大應變圖，坐標系如圖所示。①筋截面上軸線應變，認定形心軸就是中性軸，把Z車由放在中性軸上，其形變為0，截面應變沿Y軸方向呈線性分布，上部壓應變為負，下部拉應變為正，且應變沿Y軸上下變化率相等，絕對值最大的應變為拉應變，在截面的最下端。
從表中可以看到，采用分段積分法設計后得到1號、2號、3號試樣的破裂壓力值均高于標準值，可見基于彈塑性本構關系的設計方法不僅更接近材料的真實性能，而且更科學準確。結論(1)井蓋的強度設計，把鑄態球墨鑄鐵當做彈塑性材料考慮，比傳統理論上只當做純彈性材料考慮更符合實際情況。這種方法，井蓋在滿足打壓要求的前提下，可以更輕、更節省材料。(2)設計時，要有井蓋所用材料的拉伸曲線，并且較準確地找出材料的彈塑性分界點和其它對應點。利用分界點可以得到材料的彈性階段和塑性階段，對這2段分別計算，即分段積分得到其承載力，這樣進行設計綜合考慮了材料的塑性階段的變形和承載力，更符合球墨鑄鐵井蓋受力過程的真實情況，因而要比傳統的全彈性設計方法更合理。
專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
杭州納泰科技咨詢有限公司
本文出自杭州納泰科技咨詢有限公司m.yw15777.cn，轉載請注明出處和相關鏈接！