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标题: 外行求助专家：变径结构是否有最优化设计方案？中文书没有查到 [打印本页]

作者: wx_uuiImUUn 时间: 2019-3-14 20:59
标题: 外行求助专家：变径结构是否有最优化设计方案？中文书没有查到
变径时大家往往使用R角化解应力集中。我的问题是，R角肯定不最优化的设计。哪位知道在承受弯矩时，在距离有限的情况下，如何变径在受到重复弯矩的条件下，疲劳性能最佳。

中文书中没有什么线索，在Peterson's stress concentration factors 查到一些线索。但是不知道哪个优化方案最好。是否有经过计算优化，获得广泛承认的最佳设计？

外文书上的引用文献多是几十年前的德文文献，既找不到文献，也不懂德文。实在解决不了。请大家指导。（我不是学工科的，是医生，在设计一个医疗器械。谢谢大家。）

作者: LiNing_jrjub 时间: 2019-3-15 08:00
不会机械设计的工程师不是个好医生

作者: 中山杨 时间: 2019-3-15 10:27
楼主看下是不是这个意思？

作者: 凌乱乄 时间: 2019-3-15 10:35
医生都来抢饭碗了吗？握手术刀不好吗

作者: 远祥 时间: 2019-3-15 21:00
要不用加强筋来解决这个问题？

作者: unkill 时间: 2019-3-16 17:02
不清楚问题的具体情况，能发些示意图？

作者: wx_uuiImUUn 时间: 2019-3-23 08:40

中山杨发表于 2019-3-15 10:27
楼主看下是不是这个意思？

是一个变径的棒状结构，棒的两端受到重复弯矩。如何增加变径部位的疲劳性能。
这两天请人有限元分析，弯矩下R角和椭圆角应力最大部位都在变径结束处。而根据优化曲线得出的最大应力在变径的中部。但是优化曲线的最大应力超过了R角和椭圆角。虽然应力集中部位转到了粗的地方，可是最大应力却加大了。这种设计到底会对疲劳性能产生什么影响呢？

作者: wx_uuiImUUn 时间: 2019-3-23 08:45

远祥发表于 2019-3-15 21:00
要不用加强筋来解决这个问题？

棒状结构（大径9mm，小径5.5mm），变径部分长6mm，距离有限，用加强筋不好加工吧。

作者: wx_uuiImUUn 时间: 2019-3-23 08:47

unkill 发表于 2019-3-16 17:02
不清楚问题的具体情况，能发些示意图？

已经更新信息。请指导。谢谢

作者: unkill 时间: 2019-3-23 11:56
本帖最后由 unkill 于 2019-3-23 11:58 编辑

wx_uuiImUUn 发表于 2019-3-23 08:47
已经更新信息。请指导。谢谢

如果你对于上下位移要求不高，你可以试试在应用力集中处挖圆弧槽，减少棒结构的弹性模量．
可以参考测量力或位移仪器的铝块设计．

作者: 机器画家 时间: 2019-3-25 21:23
建议描述出完整结构，有时候解决问题的方向不只一个。

作者: 中山杨 时间: 2019-3-27 12:28

wx_uuiImUUn 发表于 2019-3-23 08:40
是一个变径的棒状结构，棒的两端受到重复弯矩。如何增加变径部位的疲劳性能。
这两天请人有限元分析，弯 ...

力学毕业后就没算过了，不知道对不对，这是根据材料力学公式计算的简单的弯曲正应力，像这种集中应力好像弹性力学有专门的研究
说几点：1.L必须要远大于直径，好像至少是5倍吧；2.载荷最值、频率，载荷与时间的函数关系、材料、表面喷丸对疲劳性能都有影响；这些好像都有公式，我学得太水；3.如果只是单纯的受弯，矩形截面要比圆形截面好

作者: chanyuyang 时间: 2019-3-27 15:56
做有限元分析最好

作者: wx_uuiImUUn 时间: 2019-4-8 16:28

unkill 发表于 2019-3-23 11:56
如果你对于上下位移要求不高，你可以试试在应用力集中处挖圆弧槽，减少棒结构的弹性模量．
可以参考测量 ...

粗棒为空心（套筒结构）不能挖槽

作者: wx_uuiImUUn 时间: 2019-4-8 16:32

机器画家发表于 2019-3-25 21:23
建议描述出完整结构，有时候解决问题的方向不只一个。

别的地方都限定死了。只有优化局部结构和换材料两条路了。用钴铬钼已经在力学上没问题了。但是存在生物学上的难点。还要用不锈钢材料，在局部结构优化上做文章。

作者: wx_uuiImUUn 时间: 2019-4-8 16:35

中山杨发表于 2019-3-27 12:28
力学毕业后就没算过了，不知道对不对，这是根据材料力学公式计算的简单的弯曲正应力，像这种集中应力好像 ...

您看看这个曲线。

作者: woaichangbaobao 时间: 2019-4-8 20:16
感觉的话还是用ansys仿一下好点。

作者: pengjc2001 时间: 2019-4-8 20:35
应力集中指物体中应力局部增高的现象，一般出现在物体形状急剧变化的地方，如缺口、孔洞、沟槽以及有刚性约束处。

什么才算物体形状急剧变化？好好体会。

如果右一个倒角，在起点终点都相切呢？并且该曲线的 1阶导数连续呢？怎么构造这个曲线？

作者: 机器画家 时间: 2019-4-9 08:47

wx_uuiImUUn 发表于 2019-4-8 16:32
别的地方都限定死了。只有优化局部结构和换材料两条路了。用钴铬钼已经在力学上没问题了。但是存在生物学 ...

电镀不锈钢。

作者: 中山杨 时间: 2019-4-9 09:17

wx_uuiImUUn 发表于 2019-4-8 16:35
您看看这个曲线。

你提的那本书，我大概看了下，没有提到这种复杂曲线过渡的，里面只提到两端R，中间直线过渡的形状；
你这里提到的公式是针对Axial Loading（轴向力）的情况，不是你说的弯矩，而且前几章都是针对薄板，

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