关于6061上车螺纹强度的计算？

986675481

一根6061铝杆，直径Φ90mm,一端30mm车M86X3螺纹长30mm用于吊装，铝杆上承受大越2.5吨的重量，要求校核端部螺纹是否会破坏？
计算如下：按照螺纹牙的强度计算公式：
1.剪切强度条件 τ=F/(πdbu)≤[τ] 则 F=[τ]πdbu，式中d为螺纹大径Φ86mm， b为螺纹牙根部厚度，根据普通螺纹基本牙型可以算得b=P-P/8-P/4=5/8P=5/8*3=1.875mm, u为螺纹工作圈数，u=H/P,H为螺纹长度30，则u=30/3=10圈, 许用应力[τ]按[σ]=σs/(3~5),[τ]=0.6[σ]计算，6061的σs=276MPa，则[τ]=0.6σs/5=0.6*276/5=33.12MPa， 则F=[τ]πdbu=33.12*3.14*86*1.875*10N=167.784KN;
2.弯曲强度条件 σ=6FL/(πdb^2u)≤[σ] 则F=[σ]πdb^2u/(6L),式中L为弯曲力臂，L=d-d2/2,中经d2=d-0.6495P,则L=d-(d-0.6495P)/2=86-(86-0.6495*3)=0.974mm, [σ]=σs/(3~5)=276/5=55.2, 则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计算，能够承受的重量M=F/g=89.67/9.8吨=9.15吨≥2.5吨；
4.故端部螺纹不会破坏；
上面计算中，许用应力[τ]按[σ]=σs/(3~5),[τ]=0.6[σ]计算，是按普通钢材计算的，但材料为6061，不知道在这样计算是否合适？
# ]) c5 m( y' ]2 u, z! }铝材上的螺纹许用应力是多少？

dongst

螺纹破坏，一看螺杆强度，二看是否滑牙。
2.5T的轴向的拉力在螺杆上产生的应力只有1~2MPa，所以主要是滑牙的情况。
0 G3 ]9 }# A3 A. z! `2.5T的力，大约40%会作用在第一圈上，所以第一圈载荷10KN。
一圈螺纹面积约585mm^2.
$ L7 a# ?1 G& ~: s所以第一圈螺纹上产生的剪切应力约为17MPa。
这个6061杆件是变形铝，不知道有没有经过热处理，如果没有，那屈服强度不会超过55MPa。
所以许用剪切强度不过55/(n*1.732)=31.75MPa/n
所以如果没什么冲击，速度不快的吊装，我认为也不会滑牙。
& Y+ U4 f' s$ G q( n
3 ]3 }- s. M; e& `5 _另外，我不是很理解楼主为何计算弯曲强度。

- C. I# g7 h N! O

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dongst 发表于 2014-9-12 11:34
5 n y5 @$ K3 |7 A) s螺纹破坏，一看螺杆强度，二看是否滑牙。
5 Z; Z' z* S1 j( g! w4 M2.5T的轴向的拉力在螺杆上产生的应力只有1~2MPa，所以主要是滑牙 ...

如果将一圈螺纹沿螺纹大径d处展开，则可以看做是长度为πd的悬臂梁，假设螺纹所承受的压力作用在以螺纹中经d2为直径的圆周上，则螺纹不仅受压力作用，还将承受弯矩作用。

986675481

如果按照螺纹第一圈承受1/3载荷，对螺纹第一圈进行校核，则上面计算公式 2.弯曲强度条件的计算可改为1/3F=[σ]πdb^2/(6L)，则F=8.967*3=26.9KN， 则能够承受的重量M=F/g=26.9/9.8吨=2.745吨≥2.5吨,所以端部螺纹强度足够。

986675481

用软件做了一下应力分析，承受2.5吨的重量，螺纹根部最大应力达到72.83MPa,已经大于55.2MPa,那螺纹根部会不会破坏那？

志不穷

学习来了朋友大师们

星垂风野

我把你们的讨论保存了慢慢学习学习

986675481

按照第四强度理论对应力进行校核：
g3 f8 e: e+ h" g" |. p1.τ=1/3F/(πdb)=1/3*2500*9.8/（3.14*86*1.875）=16.129MPa；
" J8 j0 o/ B2 U2 h5 E2.σ=1/3*6FL/(πdb^2)=1/3*6*2500*9.8*0.974/（3.14*86*1.875^2）=50.272MPa；
; \$ Q3 S7 W; q h3.σ1=σ/2+√（（σ/2）^2+τ^2）=55MPa
3 I- B p% {8 D- i) hσ2=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,故螺纹强度不足。

yhn567

大使首楼有点笔误~
F! y% j. Z; ]2 p6 L

986675481

yhn567 发表于 2014-11-26 20:46
2 X( V6 [( G9 F( d* W大使首楼有点笔误~

" Y$ q/ ~8 \ F" L6 t恩，呵呵，没注意，谢谢啦！