【工程施工】线材、型材、管材截面特性计算器(非常好用)

【工程施工】线材、型材、管材截面特性计算器

1、计算器封面：下载后将该文档发至574617299@https://www.sodocs.net/doc/0d1356829.html,即可得到软件。

1、H型钢截面特性计算：

2、C型钢截面特性计算：

4、工字型钢截面特性计算：

6、角钢截面特性计算：

7、圆管及圆钢截面特性计算：

8、矩形截面特性计算：

Midas截面特性计算器的使用详细说明

midas允许用户自定义截面形式，不管那种形式的截面，都要先绘制然后在section的generate 里面用plane形式或line形式进行截面特性的计算。 绘制截面前事先根据单位和截面大小设置grid size大小，auto fit选择开，这点非常重要，有时需要关闭坐标系和线宽的显示。 方式一 1. point绘制, 在point设定起始点，让后tanslate里面的copy,connect by line这样可以实现线的绘制. 2. 绘制完成截面后使用而且必须使用section的generate里面用plane形式完成截面网格划分和特性的计算. 注意：此时线宽width是无效的 方式二： 1.curve方式绘制 在line里绘制，用线宽选项生成有宽度的线条，程序根据这个宽度计算截面特性,对于薄壁截面几乎可以准确计算其抗扭刚度，所以不是薄壁界面的闭合截面，应尽量不使用line 方式计算其特性. 2. 绘制完成截面后使用而且必须使用section的generate里面用plane形式完成截面网格划分和特性的计算. 注意：此时线宽width是必须的.使用镜像功能时，可能要指定其对齐方式，此时需要用到model，curve里面的change width。 curve方式绘制的截面必须闭合，(model---curve--closed loop--regester),选择要闭合的线条（此时可能要关闭线宽显示以方便选中该线）之后才能进行section--line方式生成截面。 注： 1. SPC可以在一个窗口里任意的建立很多个截面，使用钝化、和激活可以分别绘制不同截面，并分别进行分析，且可根据名称、位置、截面特性值等可以很方便地对截面进行搜索及排列。 2. AutoCAD DXF 文件 在SPC里建立的截面形状可以输出DXF格式的文件。在截面的形心位置会自动生成点。 3. 欲将AutoCAD DXF 文件正常的导入（Import），DXF的截面必须是在x-y平面内，也就是说所有点的坐标在z轴上的值必须都为0。另外在导入前，需在Tool/Setting里调整单位体系，使其与在AutoCAD里所使用的单位一致。 4. 联合截面只能以Plane截面形式表示， curve生成截面后用section的plane方式，此时不选择立即计算特性选项，生成联合截面. 用model--->curve--->assign domain materia指定每一部分域材料弹性模量和泊松比，然后计算联合截面的特性。 mesh size部分和ansys有相似之处，一般可由滑块调节，如果划分不好，可以手动，一般size 为5即可，太小会导致错误。

用CAD做计算截面特性教程

CAD求截面几何质量特性教程 为了方便大家学习，给大家做一个教程。希望能对大家有所帮助。 以桥梁设计例题第4页图为例及第7页表求成桥中梁支座截面几何特性为例。 1不必说，首先你要画出所求截面图形。如下图：（画图过程略，其作图准确度自然影响计算结果，因此要求在画图成图过程中准确性是最重要的） 2、然后创建面域。如果大家很少接触三维画图，那可能就不太了解这个命令，大家可以通 过region命令来实现面域的创建，也可以使用快捷键来实现面域的创建。什么是面域呢，其实简单的理解，面域就是以面为一个单位的一个区域。——就是一个面，而不是大家所看到的多条线围起来的框。具体什么是面域，如果不了解可以百度。 其实很简单，没有想象的难。继续。画完了上面的图形之后，我们就需要创建面域了。 输入region命令或是点击快捷键，选择对象：

全部选择，右键确定，这时我们发现 这是什么原因呢，这时region命令的原因。因为创建面域的过程中，要求是一条线围成的封闭范围。上面的截面虽然已经封闭，但并不是一条线画成的：（这个自不必说，因为我们画图就不可能一次直接用一条线画出这个封闭图形） 那怎么办呢？ 我们只有麻烦自己再画一次了。创建另外一个图层，线颜色换成其他颜色，我用蓝色。然后单击多段线快捷键：，在这里右键打开对象捕捉设置，全部清除然后选择交点。确定，然后打开对象捕捉。此时画多段线，将截面图形再描一遍：

闭合式要使用C闭合，以免所画蓝色截面没有完全封闭。 最后画出： 现在就可以把之前红色的弦删除了：打开图层管理器，暂时关掉蓝色图层 ，然后画面出现：

全部选择删除即可。 再回到图层管理器，打开蓝色图层：显示：

任意截面及薄壁截面特性计算

能够简单快捷的计算任意形状截面以及薄壁截面的截面特性，包括扭转惯性矩，剪切中心，翘曲常数等。 ①、在XOY平面内绘制出需要计算的截面形状，如下图所示： ②、点击菜单：模板??工程??截面助手??平面截面。 ③、选择绘制好的平面，右键确定弹出任意截面特性计算对话框，如下图所示： 截面名称：设置截面名称 调整截面高宽：选定的平面可被比例缩放，在此设置缩放后平面的高度或宽度 剖分尺寸等级：设置平面剖分尺寸等级，等级越高平均单元尺寸越小，网格越密 开始计算：开始进行截面特性计算，平面缩放也在计算完成后生效 导入截面库：将计算好的截面导入到截面库中 ④、按下图所示输入截面计算的各种参数，设置好后点击按钮。

⑤、计算完成后自动显示截面特性列表（如下图），检查无误后点击按钮将该截面导入到截面库中，完成平面截面定义。

薄壁截面： ①、在XOY平面内绘制出需要计算的薄壁截面线集，如下图所示： ②、点击菜单：模板??工程??截面助手??薄壁截面。 ③、选择绘制好的线集，右键确定弹出薄壁截面特性计算对话框，如下图所示： 截面名称：设置截面名称 统一值：统一设置所有线的宽度 tn：设置第n条线的宽度 调整截面高宽：选定的线集可被比例缩放，在此设置缩放后线集的高度或宽度 曲线尺寸等级：设置曲线剖分尺寸等级，等级越高曲线被剖分的越密 开始计算：开始进行截面特性计算，线集缩放也在计算完成后生效 导入截面库：将计算好的截面导入到截面库中 ④、按下图所示设置线宽和截面计算的各种参数，设置好后点击 按钮。

注意：图中玫红色线表示当前线，蓝色的线表示宽度大于0的线，大红色线表示线宽为0的线。开始计算之前要保证所有线都已设置线宽，且不应该存在线宽为0的线。 ⑤、计算完成后自动显示截面特性列表（如下图），检查无误后点击 按钮将该截面导入到截面库中，完成该薄壁截面的定义。

PVC门窗型材断面设计

PVC门窗型材断面设计 塑窗结构分为断面结构和外型结构。断面结构决定型材的使用功能、性能优劣和挤出成型加工的难易；外形结构决定型材的外观、整窗的造型和成本的高低。型材的特点取决于各种结构元素及其配合特性。这些，有关资料多有介绍，本文不再赘述。 站在最终产品角度讲，型材结构特点决定着成窗的总体结构和成窗的功能，因此在设计型材断面时，应多方位多角度加以考虑。 严格说来，塑料异型材断面设计者相关知识应当宽泛，包括房屋建筑风格以及对门窗的功能要求、硬质ＰＶＣ塑料的特性、异型材挤出成型技术、五金件性能与规格、门窗的组装工艺以及安装技术等。在设计时，一般应首先考虑以下几方面： 外形与尺寸 型材的断面设计，首先涉及到的就是型材外形。推拉窗框为轨道式外形，不论框包扇，还是扇包框，都须突出其滑道功能。平开式固定窗框，主要特征是有明显的框（或扇）翅以实现直压玻璃的功能。 窗型确定后，确定尺寸系列（或强度系列）以满足使用环境的力学性能要求，如６０系列、７０系列等。 之后，须据基本要素的组合需求，确定其外形轮廓尺寸--应定在一个合理的范围内，除保证力学性能要求和功能要求外，还应考虑造型。尺寸又不宜过大，过大不仅浪费原料，还影响采光等，应遵循最大系列最小尺寸的原则。如等同６０系列强度的框、纱轨一体结构的９２推拉框，有些厂家改变纱扇结构后，由９２ｍｍ规整为８８ｍｍ，甚至为８５ｍｍ，一体框由９２ｍｍ降为８５ｍｍ后，总体强度完全等同于９２ｍｍ框（原６０系列），出材率大为提高。

型腔结构 中空腔室结构是塑窗型材的基本特征。型腔结构决定着型材截面尺寸大小和型材的惯性矩以及成窗的抗风压能力，因此，设计者应首先考虑腔室的结构。腔室的典型组成要素为增强腔、排水腔及五金件腔等。为增强保温性能，除以上三个基本腔室外，还可设计为四腔室、五腔室（如图１） 图1 增强腔放置钢衬，是其中最大的腔室（通称主腔室）。为了获取钢衬尽可能大的惯性矩和节省钢衬材料，应让受风压方向尺寸较大。排水腔应与主腔室隔开，避免钢衬锈蚀。五金件腔室（有时也为副钢衬腔室，或叫次加强钢衬腔室）是让紧固螺钉穿过两层壁厚，更加牢固，同时提高抗风压强度（见图２）。 图２ 壁厚与筋肋 型材的外形与主、副腔室方案确定后，设计和调整型材外壁厚与筋板厚度。型材的惯性矩，与截面尺寸及型腔分布状况有关（实际上也是筋板的分布）。为了获得较大的惯性矩和刚性，应将型材的质量尽可能分布到型材的周围边缘部位。不言而喻，型材外壁应比内壁要厚，内壁厚一

热轧普通槽钢的规格及截面特性

表G-5热轧普通槽钢的规格及截面特性（按GB707-88计算）尺寸/mm型号[5[ 6.3[8[10[ 12.6[14a[14b[16a[16b[18a[18b[20a[20b[22a[22b[25a[25b[25c[28a[28b[28c[32a [32b[32c[36a[36b[36c[40a[40b[40ch400400b104d 4.5 4.8 5.0 5.3 5.5 6.0 8.0 6.5 8.5 7.0 9.0 7.0 9.0 7.0 9.0 7.0 9.0

7.5 9.5 11.5 8.0 10.0 12.0 9.0 11.0 13.0 10.5 12.5 14.5i 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 9.5 10.0

10.5 10.5 11.0 11.0 11.5 11.5 12.0 12.0 12.0 12.5 12.5 12.5 14.0 14.0 14.0 16.0 16.0 16.0 18.0 18.0

7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 9.5 10.0 10.0 10.5 10.5 11.0 11.0 11.5 11.5 12.0 12.0 12.0 12.5 12.5

14.0 14.0 14.0 16.0 16.0 16.0 18.0 18.0 18.0r 13.5 03.7 54.0 04.2 54.5 04.7 54.7 55.0 05.0 05.2 55.2

05.5 05.7 55.7 56.0 06.0 06.0 06.2 56.2 56.2 57.0 07.0 07.0 08.0 08.0 08.0 09.0 09.0 09.00截面每米面积xo重量1A/kg m/cm/cm 26.9 28.4

迈达斯-截面特性值计算器

<图 1-(1)> 生成Plane 截面的过程 建立截面的轮廓 生成Plane 截面 利用网格进行计算

※注意事项 MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的规则截面的抗扭刚度计算方法参见附录一。 对于MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的规则截面，利用 MIDAS/Civil、Gen的截面特性计算功能计算截面特性值比SPC更好一些。 MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的PSC截面，当用户输入的截面属于薄壁型截面时，应使用本截面特性值中的Line方式重新计算抗扭刚度，然后在截面特性值增减系数中对抗扭刚度进行调整。 对于Plane形式的截面，程序是通过有限元法来近似计算抗扭刚度的。在抗扭问题里使用的近似求解法有Ritz法(或者Galerkin法)、Trefftz法，所有的近似求解都与实际结果多少有点误差，其特征如下： J Ritz≤J Exact≤J Trefftz 像SPC一样利用有限元法近似地计算抗扭刚度时，通常使用Ritz法, 故其计算结果有可能比实际的抗扭刚度小。用户可通过加大网格划分密度方法来提高结果的精确度。 对于Line形式的截面, 如薄壁截面，线的厚度很薄时几乎可以准确地计算其抗扭刚度。但是如果是闭合截面（无开口截面），这种计算方式会导致其抗扭刚度的计算结果随着线厚度的增加而变小，所以对于不是薄壁截面的闭合截面应尽量避免使用Line的方式计算截面特性。 在SPC中对薄壁闭合截面，对闭合部分一定要使用model>closed loop>Register指定闭合。 SPC可以在一个窗口里任意的建立很多个截面，并分别进行分析，且可根据名称、位置、截面特性值等可以很方便地对截面进行搜索及排列。 <图2> 将DXF文件中的截面形状导入后，生成截面并进行排列

结构设计师对于铝的认识(型材类)

结构设计师对于铝的认识（型材类） 铝型材 铝型材，是由挤压成型为各式各样的中空管材，家里铝合金窗户是最有代表性的，由于结构强度好，表面处理美观，常常也用在电子产品领域。 那么铝型材成品是如何成型加工出来的？ 铝型材是铝棒通过热熔、挤压、从而得到不同截面形状的铝管材料。成型过程主要包括熔铸，挤压，切割，CNC洗切，表面预处理，上色，5个过程 以下是铝型材成品生产流程 【一】熔铸 熔铸是铝材生产的首道工序 主要过程为： 配料：根据需要生产的具体合金牌号，计算出各种合金成分的添加量，合理搭配各种原材料。 熔炼：将配好的原材料按工艺要求加入熔炼炉内熔化，并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去。 铸造：熔炼好的铝液在一定的铸造工艺条件下，通过深井铸造系统，冷却铸造成各

种规格的圆铸棒。 注解：此流程主要是铸造出圆铸棒，有了圆铸棒才能做挤压工序，并不是用金属液体直接挤压出铝型材 【二】挤压成型 挤压成型是对放在模具型腔（或者挤压筒）内经过高温的金属胚料施加强大的压力，迫使金属胚料产生向塑性变形，从挤压模的模孔中挤出，从而获得所需断面形状，尺寸并具有一定力学性能的零件或半成品的塑性加工方法。 挤压是型材成形的手段。先根据型材产品断面设计（拉伸型材的横切面）、再制造出挤压模具，利用挤压机将加热好的圆铸棒（或者卷料圆铸棒）从模具中挤出成形。在挤压时还用一个风冷淬火过程及其后的人工时效过程，以完成热铝型材的热处理强化。 以下为挤压模具生产示意图 以下为挤压模具图 以下为产品成型横切面 产品结构设计横切面2D平面图 注解：此流程主要挤压出中空铝管材，切割后总长6M左右，得到管材后，会根据

使用ANSYS计算截面特性

使用ANSYS计算截面特性 ANSYS提供了定义梁截面的两种方式：普通截面和用户自定义截面。工字形、箱形、T 形等12种截面属于普通截面，存储在ANSYS参数截面库中；除此之外，均属于用户自定义截面。ANSYS将截面视为多区格的有限元模型， 迭代求解几何特性。 ANSYS求解截面特性的步骤为： (1) 创建截面的几何模型。描述截面几何形状的面域可以在ANSYS中通过点一线一面的方式直接生成；也可以由外部文件导人。一般通过AUTO CAD来建立几何模型。在AUTO CAD 中可将面域分别绘制在不同的图层上，赋予不同的颜色，通过图层开关和颜色等方式进行区分和编辑。有限元分析中，控制网格尺寸和密度对结果的分析有重要影响。在AUTOCAD中，先绘出截面的内外框线，可以用Pedit命令将多段线连成一条多义线(Polyline)，然后用region命令围成面域，也可以导人ANSYS后再形成面(AREA)。 (2) 将AUTOCAD中建立的面域另存为Sat文件，然后在ANSYS中用File—Import—sat 方式导人。这种转换方式较方便，模型不会失真变形。 (3) 用Sections--->Beam--->Custom Sections--->write From Areas读取截面，然后在相同目录下用Read Sect Mesh对截面进行网格划分。面进行网格划分。 (4)sections--->Beam--->Plot Sections 即可输出截面特性。 ANSYS默认的单位系是与导人的模型一致的。在图形输出框中的坐标系是Y-Z坐标系。也可以直接在ANSYS去建立模型去计算截面特性.(下面是我在ANSYS中计算斜拉桥的多箱截面主梁的截面特性命令流) (5)导入截面文件，构件一个新的自定义截面，PLOT它，Torsion Constant就是抗扭刚度。 /prep7 et,1,plane82 H=2.8 !主高 S=0.02 !梁横向坡度 k,1,0,2.8 !建立主跨侧主梁

铝型材设计

Q/ZX - 2001 结构设计用铝型材手册 2001-07-17 发布 2001-08-01 实施深圳市中兴通讯股份有限公司发布

Q/ZX - 2001 目次 前言.......................................................................... 1 范围..................................................... 错误!未定义书签。 2 引用标准................................................. 错误!未定义书签。 3 使用导则................................................. 错误!未定义书签。 4 一般要求................................................. 错误!未定义书签。 型材材料......................................... 错误!未定义书签。 型材加工尺寸精度................................. 错误!未定义书签。 铝型材断面图 (1) 铝合金型材的表面化学处理。 (2) 铝合金型材的热处理。 (2) 型材的标志、运输、包装和贮存应符合GB3199的要求。. 错误!未定义书签。 5 标记..................................................... 错误!未定义书签。 6 铝合金型材截面图......................................... 错误!未定义书签。 横梁类铝合金型材................................. 错误!未定义书签。 面板类铝合金型材................................. 错误!未定义书签。 导轨类铝合金型材................................. 错误!未定义书签。 侧耳类铝合金型材................................. 错误!未定义书签。 其他类铝合金型材................................. 错误!未定义书签。

矩形钢管截面特性

矩形钢管截面特性表 边长尺寸允许偏差壁厚理论重量截面面积惯性矩Ix惯性矩Iy回转半径rx回转半径ry截面模数Ix截面模数Iy扭转常数It扭转常数Wt A B普通精度高级精度mm kg/m cm^2cm^4cm^4cm cm cm^3cm^3cm^4cm^3 5025 1.000.50 1.20 1.338 1.705 5.502 1.875 1.796 1.048 2.200 1.500 4.534 2.780 1.50 1.650 2.102 6.653 2.253 1.779 1.035 2.661 1.802 5.519 3.406 5030 1.000.50 2.50 2.817 3.58911.296 5.050 1.774 1.186 4.518 3.36611.666 6.470 3.00 3.303 4.20812.827 5.696 1.745 1.163 5.130 3.79713.4017.509 4.00 4.198 5.34715.239 6.682 1.688 1.117 6.095 4.45516.2449.320 6030 1.200.60 2.50 3.209 4.0891 7.933 5.998 2.094 1.211 5.977 3.99815.0547.845 3.00 3.774 4.80820.496 6.794 2.064 1.188 6.832 4.52917.3359.129 4.00 4.826 6.14724.6918.045 2.004 1.1438.230 5.36321.14111.400 6040 1.200.60 2.50 3.602 4.58922.06911.734 2.192 1.5997.356 5.86725.04510.720 3.00 4.245 5.40825.37413.436 2.166 1.5768.458 6.71829.12112.549 4.00 5.454 6.94730.97416.269 2.111 1.53010.3248.13436.29815.880 7050 1.200.60 3.00 5.187 6.60844.04626.099 2.581 1.98712.58410.43953.42618.789 4.00 6.7108.54754.66332.210 2.528 1.9411 5.61812.88467.61324.040 5.008.12910.35663.43537.179 2.474 1.89418.12414.87179.90828.767 8040 1.400.70 2.50 4.387 5.58945.10315.255 2.840 1.65211.2757.62737.46714.470 3.00 5.187 6.60852.24617.552 2.811 1.62913.0618.77643.68016.989 4.00 6.7108.54764.78021.474 2.752 1.58516.19510.73754.78721.640 5.008.12910.35675.08024.567 2.692 1.54018.77012.28364.11025.767 8060 1.400.70 3.00 6.129 7.80870.42044.886 2.995 2.39717.51014.9628 8.11126.229 4.007.96610.14787.90556.105 2.943 2.35121.97618.701112.58333.800 5.009.69912.356103.24765.634 2.890 2.30425.81121.878134.50340.767 9040 1.500.75 3.00 5.6587.20870.48719.610 3.127 1.64915.6639.80551.19319.209 4.007.3389.34787.89424.077 3.066 1.60419.53212.03364.32024.520 5.008.91411.356102.48727.651 3.004 1.56022.77413.82575.42629.267 9050 1.500.75 3.00 6.129 7.80881.84532.735 3.237 2.0471 8.18713.09476.43324.429 4.007.96610.147102.69640.695 3.181 2.00222.82116.27897.16231.400 5.009.69912.356120.57047.345 3.123 1.9572 6.79318.938115.4363 7.767 9060 1.500.75 3.00 6.600 8.40893.2034 9.764 3.329 2.43220.71116.588104.55229.649 4.008.59410.947117.49962.387 3.276 2.38726.11120.795133.85238.280 5.0010.48413.356138.65373.218 3.222 2.34130.81124.406160.2734 6.267 10050 1.600.80 3.00 6.6008.408106.45136.053 3.558 2.07021.29014.42188.3112 7.249 4.008.59410.947134.12444.938 3.500 2.02626.82417.975112.4093 5.080 5.0010.48413.356158.15552.429 3.441 1.98131.63120.971133.75842.267 12060 1.800.90 3.008.01310.208189.11364.398 4.304 2.51131.51821.46615 6.02939.909 4.0010.47813.347240.72481.235 4.246 2.46640.12027.078200.40751.720 5.0012.8391 6.356286.94195.968 4.188 2.4224 7.82331.989240.86962.767 6.0015.09719.23232 7.95010 8.716 4.129 2.37754.65836.238277.36173.037 12080 1.800.90 3.008.95511.408230.189123.430 4.491 3.28938.36430.857255.12853.949 4.0011.73414.947294.569157.281 4.439 3.24349.09439.320330.43870.280 5.0014.40918.356353.108187.747 4.385 3.19858.8514 6.936400.73585.767 6.0016.98121.632405.998214.977 4.332 3.1526 7.66653.744465.940100.397 14080 2.00 1.00 4.0012.99016.547429.582180.407 5.095 3.30161.36845.101410.71382.440 5.0015.97920.356517.023215.914 5.039 3.25673.86053.978498.815100.767 6.0018.86524.032596.93524 7.905 4.983 3.21185.27661.976580.91911 8.157 150100 2.40 1.20 4.0014.87418.947594.585318.551 5.601 4.1007 9.27863.710660.613111.880 5.0018.33423.356719.164383.988 5.549 4.05495.8887 6.797806.73313 7.267 6.0021.6912 7.632834.615444.135 5.495 4.009111.2828 8.827945.022161.597 8.0028.09635.7911039.101549.308 5.388 3.917138.546109.8611197.701207.046

挤压铝型材课程设计

一. 题目: 铝合金型材挤压工艺及模具设计 二. 设计基本内容: 设计一件实心型材制品和一件空心型材制品的工艺工艺过程及模具设计,包括挤压工艺参数,模具结构,制造工艺等要求 三. 完成后应缴的资料: 课程设计说明书一份 实心型材模零件图 空心型材模上模零件图 空心型材模下模零件图 空心型材模装配图 四. 设计完成期限: 2007年6月11日------2007年6月22日 指导老师_______签发日期___________ 教研室主任_______批准日期___________ 课程设计评语: 成绩: 设计指导教师_________ _____年_____月____日

目录 一、绪论 (4) 二、总设计过程概论 (7) 2.1挤压工艺流程 (7) 2.2挤压工艺条件 (7) 三、实心型材模设计 (9) 3.1所要设计的实心型材制品 (9) 3.2选坯和选设备 (10) 3.3挤压力的计算 (11) 3.4实心型材模具体结构设计 (12) 3.5.实心模尺寸数据设计 (13) 四、空心型材模设计 (18) 4.1所要设计的制品 (18) 4.2选坯和选设备 (18) 4.3挤压力的计算 (19) 4.4模组及模子外形尺寸确定 (20) 4.5组合模相关参数的确定 (20) 4.6 模子内形尺寸的确定 (23) 4.7模孔工作带长度h g的确定 (24) 4.8模芯的设计 (24)

4.9上模凸台设计 (24) 4.10定位销，螺钉 (24) 4.11模子强度校核 (25) 4.12零件图装配图 (26) 五、总结与体会 (26) 参考文献 (26) 一. 绪论

001 型材截面选择的一点心得

做机械设计，80%的工作是结构设计；结构设计中，有很大一部分是焊接结构；提到焊接结构，就不能不说型材截面的选择。 新手做设计，不知道是该选角钢，工字钢，槽钢，H钢，圆管还是方管的时候，我建议你一律选方管了事。为什么这么说呢？且让我慢慢道来。 就我自己而言，是最喜欢用角钢的。角钢呢它有两个侧平面来定位，若与扁钢想比它的优势是在纵横两个方向的刚度是相等的，这个理由我觉得就足够了，另外它的翅膀是平的，且是开口截面，连接起什么东西来真是非常方便，做拉压杆是不二之选。工字钢呢，上下翅膀承弯矩，中间腹板抗剪切，分工明确，完美的悬臂梁截面！但是它无侧平面，并且腿是斜的，不好直接上螺栓，这太烦人了，再加上分析表明，同样截面积的H钢比工字钢的模量要大很多，所以它有被H钢代替的势头。槽钢比工字钢的优势，是它有一个侧平面，但是它跟角钢一样，截面是不对称的，这就有点不好，因为机械设计一个最大的秘诀就是对称，对称意味着受力上的均载，所以对称不仅仅是外形上的美观而已！下面说到圆管了，圆管是好，但是节点不好做，并且圆滚滚的，不好定位。但方管就不同了，它竟然有四个平面，并且跟圆管一样同属闭口截面，闭口截面较之开口截面一个最大的优势，就是扭转刚度非常高，也就是说，开口截面的一个最大弱点就是扭转刚度低。 那么为什么说开口截面的扭转刚度低？ 你只要看看开口截面的剪力流分布状况就一清二楚了！ 为什么开口截面的剪力流是那样分布的？ 依据是切应力互等定律！ 切应力互等定律是哪儿来的？ 是从静力学公理推出来的！ 静力学公理是哪儿来的？ 来自平衡假说！ 但方管唯一的缺陷也因它是闭口截面，做连接时不方便。除此之外，它比前述所有型材都优越！所以不管三七二十一，选方管再错也错不远！ 我们在上面谈的只是截面，没谈节点，因为节点的设计有点复杂，鄙人还没有什么心得，无从谈起，只谈距离节点很远的杆件中部截面，中部截面的受力很明确，为什么受力很明确，因为这是大科学家已经证明了的。 从材料力学的观点看，截面受力无非“拉压剪扭弯”五种。先说拉杆，拉杆只要力线过形心，就没什么可说的了，偏心拉杆要产生弯曲应力，这可不是闹着玩的，所以凡是桁架节点，你仔细留意一下，各个杆件的形心都是交于一点的。 再说压杆，说压杆，它竟然联系到“扭”和“弯”，这是非常奇妙复杂的事情。压杆可不是简单的跟拉杆相反，因为它有屈曲的问题，为什么会屈曲失稳？这完全跟材料的强度无关，那它跟什么有关？跟力的“方向”有关，我个人认为，力的三要素之中，最重要的就是“方向”这一要素。力的作用面，大小你可以差点，但方向绝对不可弄差了，因为它会导致受力性质的变化。比方说，压杆压杆，它受的是轴向力是吧？但力的方向稍微有一点偏离形心，它就变成了一根梁，就产生了弯曲应力，所有的应力里面，就数弯曲应力最厉害，因为它会随着尺寸被放大！那么，影响压杆稳定的因素是什么？它竟然是截面的弯曲惯性矩！所以

圆形钢管规格及截面特征表

圆形钢管规格及截面特征表表2-92

注：I ——毛截面惯性矩；W ——毛截面抵抗矩；i ——回转半径；I k ——抗扭惯性矩；Z 0——截面重心到边缘距离。 2-5-3 钢管结构计算 1．适用于不直接承受动力荷载，在节点处直接焊接的钢管桁架结构。 钢管外径与壁厚之比，不应超过100（ y f 234）。轴心受压方管或矩形管的最大外缘尺寸与壁厚之比，不应超40y f 234 。

2．钢管节点的构造应符合下列要求： （1）主管外径应大于支管外径，主管壁厚不应小于支管壁厚。在支管与主管连接处不得将支管穿入主管内。 （2）主管和支管或两支管轴线之间的夹角θi 不宜小于30°。 （3）支管与主管的连接节点处，应尽可能避免偏心。 （4）支管与主管的连接焊缝，应沿全周连续焊接并平滑过渡。 （5）支管端部宜用自动切管机切割，支管壁厚小于6mm 时可不切坡口。 3．支管与主管的连接可沿全周用角焊缝，也可部分用角焊缝、部分用对接焊缝，支管管壁与主管管壁之间的夹角大于或等于120°的区域宜用对接焊缝或带坡口的角焊缝。角焊缝的焊脚尺寸h f 不宜大于支管壁厚的两倍。 4．支管与主管的连接焊缝为全周角焊缝，按下式计算，但取βf ＝1： w f f w e f f l h N βσ≤= 角焊缝的有效厚度he ，当支管轴心受力时取0.7h f 。角焊缝的计算长度l w ，按下列公式计算： （1）在圆管结构中取支管与主管相交线长度： 式中 d 、d i ——主管和支管外径； θi ——主管轴线与支管轴线的夹角。

（2）在矩形管结构中，支管与主管交线的计算长度，对于有间隙的K 形和N 形节点： 对于T 、Y 、X 形节点 i i w h l θsin 2= 式中 h i 、b i ——分别为支管的截面高度和宽度。 5．为保证节点处主管的强度，支管的轴心力不得大于表2-95规定的承载力设计值： 支管轴心力的承载力设计值 表2-95

铝型材断面设计

5.1 型材断面设计 型材断面的设计首先要保证有良好的使用性能，同时也要有较好的制造工艺性。 根据型材断面的形状一般可分为：实心型材、半空心型材、空心型材及由一种基本形式的型材和另一种基本形式的型材组合而成的复合形式型材。 5.1.1 型材断面设计基本原则 5.1.1.1 型材断面的力学设计 型材断面的力学设计主要是针对幕墙、门窗所受风压荷载的部位如立挺、横梁等按照幕墙、门窗设计标准要求确定型材断面惯性矩。根据惯性矩的大小确定断面的轮廓尺寸。 幕墙立柱： I=5WL3/384Ef 门窗立柱： I=WL4(25-40a2/L2+16a4/L4)1920Ef 在型材断面设计过程中注意等强度概念的应用，对于型材作用力集中的部位必须考虑加固或加强的可能性。型材的厚度要符合国家标准：窗受力构件实际最小壁厚大于1.4mm，门受力构件实际最小壁厚大于1.8mm。幕墙受力构件最小壁厚大于3mm。 A=1056mm2：I=125.68mm2 A=940mm2：I=126.78mm2 (b)种情况设计合理,比(a)种情况节省型材用量。 - 1 -

设计型材断面时要根据型材种类考虑到组装的可能性。例如：推拉窗一般采用插接方式，平开窗采用对接45。方式。门、窗、幕墙型材需要安装附件的槽口尺寸设计必须能保证附件的安装，具体槽口尺寸详见第三部分。 5.1.1.4 型材断面的工艺性设计 a. 实心型材最小实用厚度与外接圆之间的关系： 由于平薄的横剖面型材制造困难。可参考下表确定LD31最小实用实心型材厚度。 外 接 圆 直 径 0~25 25~50 50~75 75~100 100~150 150~200 200~250 250~300 300~350 350~500 厚度 1 1. 2 1.5 1.7 2 2.5 3 4 5 6

梁格法截面特性计算

梁格法截面特性计算 读书报告

目录 第一章梁格法简介 (1) 1.1梁格法基本思想 (1) 1.2梁格网格的划分 (1) 1.2.1 纵梁的划分 (2) 1.2.2 虚拟横梁的设置间距 (2) 第二章梁格分析板式上部结构 (3) 2.1 结构类型 (3) 2.2 梁格网格 (3) 2.3 截面特性计算 (4) 2.3.1 惯性矩 (4) 2.3.2 扭转 (4) 第三章梁格法分析梁板式上部结构 (5) 3.1 结构类型 (5) 3.2 梁格网格 (5) 3.3 截面特性计算 (6) 3.3.1 纵向梁格截面特性 (6) 3.3.2 横向梁格截面特性 (7) 第四章梁格法分析分格式上部结构 (8) 4.1 结构形式 (8) 4.2 梁格网格 (8) 4.3 截面特性计算 (9) 4.3.1 纵向梁格截面特性 (9) 4.3.2 横向梁格截面特性 (12) 第五章箱型截面截面特性计算算例 (15)

第一章梁格法简介 1.1梁格法基本思想 梁格法主要思路是将上部结构用一个等效梁格来模拟，如图1.1示，将分散在板式或箱梁每一段内弯曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的等效梁格内，实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格内，而横向刚度则集中于横向梁格构件内。从理论上讲，梁格必须满足一个等效原则：当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同荷载时，两者的挠曲应是恒等的，而且在任一梁格内的弯矩、剪力和扭矩应等于该梁格所代表的实际结构的部分内力。 图1.1 （a）原型上部结构（b）等效梁格 1.2梁格网格的划分 采用梁格法对桥梁结构进行分析时，首先考虑的是如何对梁格单元的合理划分。网格划分的枢密程度是保证比拟梁格与实际结构受力等效的必

圆形钢管规格及截面特征表

圆形钢管规格及截面特 征表 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

圆 形钢管规格及截面特征表 表2-9 2 注：I ——毛截面惯性矩；W ——毛截面抵抗矩；i ——回转半径；I k ——抗扭惯性矩；Z 0——截面重心到边缘距离。 2-5-3 钢管结构计算 1．适用于不直接承受动力荷载，在节点处直接焊接的钢管桁架结构。 钢管外径与壁厚之比，不应超过100（ y f 234 ）。轴心受压方管或矩形管的最大外缘尺寸与壁厚之比，不应超40 y f 234 。

2．钢管节点的构造应符合下列要求： （1）主管外径应大于支管外径，主管壁厚不应小于支管壁厚。在支管与主管连接处不得将支管穿入主管内。 （2）主管和支管或两支管轴线之间的夹角θi不宜小于30°。 （3）支管与主管的连接节点处，应尽可能避免偏心。 （4）支管与主管的连接焊缝，应沿全周连续焊接并平滑过渡。 （5）支管端部宜用自动切管机切割，支管壁厚小于6mm时可不切坡口。 3．支管与主管的连接可沿全周用角焊缝，也可部分用角焊缝、部分用对接焊缝，支管管壁与主管管壁之间的夹角大于或等于120°的区域宜用对接焊缝或带坡口的角焊缝。角焊缝的焊脚尺寸h f不宜大于支管壁厚的两倍。 4．支管与主管的连接焊缝为全周角焊缝，按下式计算，但取βf＝1： 角焊缝的有效厚度he，当支管轴心受力时取。角焊缝的计算长度l w，按下列公式计算： （1）在圆管结构中取支管与主管相交线长度： 式中d、d i——主管和支管外径； θi——主管轴线与支管轴线的夹角。 （2）在矩形管结构中，支管与主管交线的计算长度，对于有间隙的K形和N形节点： 对于T、Y、X形节点 式中h i、b i——分别为支管的截面高度和宽度。 5．为保证节点处主管的强度，支管的轴心力不得大于表2-95规定的承载力设计值：

预应力箱型梁截面特性值的计算

预应力箱型梁截面特性值的计算 北京迈达斯技术有限公司 2004.12

1. 概要 目前许多设计程序在计算预应力箱梁的特性值时，或仅提供部分特性值，或省略加腋承托部分和悬臂部分，按封闭截面的公式计算特性值。但是对于非对称截面或风荷载容易引起较大扭矩的桥梁结构中，抗扭惯性矩是抵抗扭矩作用的一个比较重要的参数，因此提供准确的抗扭特性值在结构分析中是非常重要的。 同样剪切面积作为抵抗剪切变形的特性值，在预应力箱梁的分析中也是重要的参数之一，而目前许多设计程序不提供预应力箱梁和任意截面的有效剪切面积。 另外，一般的通用的有限元程序，虽然能给出上述截面特性值，并给输出预应力箱梁由轴力、剪力、弯矩引起的应力值，但很少有软件提供扭矩引起的剪应力。 在MIDAS/Civil Ver.6.7.0中，程序采用了新的计算方式，可以提供考虑预应力箱梁加腋承托部分和悬臂部分的较为准确的抗扭惯性矩(Ixx)和有效剪切面积(Asy、Asz)，并提供弯矩、轴力、剪力和扭矩引起的应力。 下面简单介绍程序中提供的截面特性值的四种计算方法，并通过将程序计算的截面特性值与其他两个通用程序结果的比较，以及通过与用实体单元建立的模型精密分析的结果的比较，验证其精确性。

2. MIDAS/Civil中截面刚度计算方法 如下图1的①所示，MIDAS/Civil中提供数据库标准截面、用户自定义截面、SRC截面、型钢组合截面、PSC预应力截面、变截面、联合截面等多种样式的截面。定义截面的特性值可在“显示截面特性值”中查看。图1中的②显示的是抵抗内力的刚度(Stiffness)值，③中显示的是用于计算中和轴和应力的特性值。 ① ② 图1. 预应力箱梁截面特性值 MIDAS/Civil中提供的截面特性值有下列四种。 用户自定义截面的特性值 标准截面的特性值 任意截面的特性值 桥梁结构中的预应力箱型截面的特性值

截面几何性质计算

截面几何性质计算 计算过上部的人都知道，在计算横向力分布系数和冲击系数的时候都需要计算截面的抗弯惯距和抗扭惯距，下面就介绍几种方法来计算抗弯惯距和抗扭惯距（本教程拿30米简支转连续箱梁截面做样例）： 一、在AUTOCAD中有一个命令massprop可以计算截面的面积、周长、质心、惯性矩 操作简介： 1、首先在CAD中画出如下图的图形； 2、用region命令将图形转化成外两个区域； 3、用subtract命令求外区域的差集； 4、用move命令将图形移动至（0，0，0），用scale命令将图形单位调整为米； 5、用massprop命令计算截面性质（可惜这个命令不能计算抗扭惯距） Command: mas MASSPROP Select objects: 1 found Select objects: ----------------REGIONS---------------- Area（面积）: 1.2739 Perimeter（周长）:13.7034 Bounding box（边缘）:X: -1.7000-- 1.7000 Y: 0.0000-- 1.6000 Centroid（质心）:X: 0.0000 Y: 1.0458 Moments of inertia:X: 1.7883 Y: 0.7922 Product of inertia:XY: 0.0000 Radii of gyration:X: 1.1848 Y: 0.7886 Principal moments and X-Y directions about centroid: I: 0.3950 along [1.0000 0.0000]这就是惯距 J: 0.7922 along [0.0000 1.0000] 2008-6-6 23:10

热轧H型钢规格及截面特性表

热轧 H 型钢规格及截面特性 类别 型号 高度×宽度 截面尺寸/mm 截面面 积/cm2 理论重量 /kg·m-1 截面特性参数 H×B t 1 t 2 r 惯性矩/cm4惯性半径/cm 截面模数/cm3 I x I y i x i y W x W y HN 100×50 100×50 5 7 10 12.16 9.54 192 14.9 3.98 1.11 38.5 5.96 126×60 126×60 6 8 10 17.01 13.3 417 29.3 4.95 1.31 66.8 9.75 150×75 150×75 5 7 10 18.16 14.3 679 49.6 6.12 1.65 90.6 13.2 175×90 175×90 5 8 10 23.21 18.2 1220 97.6 7.26 2.05 140 21.7 200×100 198×99 4.5 7 13 23.59 18.5 1610 114 8.27 2.20 163 23.0 200×100 5.5 8 13 27.57 21.7 1880 134 8.25 2.21 188 26.8 250×125 248×124 5 8 13 32.89 25.8 3560 255 10.4 2.78 287 41.1 250×125 6 9 13 37.87 29.7 4080 294 10.4 2.79 326 47.0 300×150 298×149 5.5 8 16 41.55 32.6 6460 443 12.4 3.26 433 59.4 300×150 6.5 9 16 47.53 37.3 7350 508 12.4 3.27 490 67.7 350×175 346×174 6 9 16 53.19 41.8 11200 792 14.5 3.86 649 91.0 350×175 7 11 16 63.66 50.0 13700 985 14.7 3.93 782 113 400×150 400×150 8 13 16 71.12 55.8 18800 734 16.3 3.21 942 97.9 400×200 396×199 7 11 16 72.16 56.7 20000 1450 16.7 4.48 1010 145 400×200 8 13 16 84.12 66.0 23700 1740 16.8 4.54 1190 174 450×150 450×150 9 14 20 83.41 65.5 27100 793 18.0 3.08 1200 106 450×200 446×199 8 12 20 84.95 66.7 29000 1580 18.5 4.31 1300 159 450×200 9 14 20 97.41 76.5 33700 1870 18.6 4.38 1500 187 500×150 500×150 10 16 20 98.23 77.1 38500 907 19.8 3.04 1540 121 500×200 496×199 9 14 20 101.3 79.5 41900 1840 20.3 4.27 1690 185 500×200 10 16 20 114.2 89.6 47800 2140 20.5 4.33 1910 214 506×201 11 19 20 131.3 103 56500 2580 20.8 4.43 2230 257 600×200 596×199 10 15 24 121.2 95.1 69300 1980 23.9 4.04 2330 199 600×200 11 17 24 135.2 106 78200 2280 24.1 4.11 2610 228 606×201 12 20 24 153.3 120 91000 2720 24.4 4.21 3000 271 700×300 692×300 13 20 28 211.5 166 172000 9020 28.6 6.53 4980 602 700×300 13 24 28 235.5 185 201000 10800 29.3 6.78 5760 722 800×300 729×300 14 22 28 243.4 191 254000 9930 32.3 6.39 6400 662 800×300 14 26 28 267.4 210 292000 11700 33.0 6.62 7290 782 900×300 890×299 15 23 28 270.9 213 345000 10300 35.7 6.16 7760 688 900×300 16 28 28 309.8 243 411000 12600 36.4 6.39 9140 843 912×302 18 34 28 364.0 286 498000 15700 37.0 6.56 10900 1040 HW 100×100 100×100 6 8 10 21.90 17.2 383 134 4.18 2.47 76.5 26.7 125×125 125×125 6.5 9 10 30.31 23.8 847 294 5.29 3.11 136 47.0 150×150 150×150 7 10 13 40.55 31.9 1660 564 6.39 3.73 221 75.1 175×175 175×175 7.5 11 13 51.43 40.3 2900 984 7.50 4.37 331 112 200×200 200×200 8 12 16 64.28 50.5 4770 1600 8.61 4.99 477 160 200×204 12 12 16 72.28 56.7 5030 1700 8.35 4.85 503 167 250×250 250×250 9 14 16 92.18 72.4 10800 3650 10.8 6.29 867 292 250×255 14 14 16 104.7 82.2 11500 3880 10.5 6.09 919 304 300×300 294×302 12 12 20 108.3 85.0 17000 5520 12.5 7.14 1160 365 300×300 10 15 20 120.4 94.5 20500 6760 13.1 7.49 1370 450 300×305 15 15 20 135.4 106 21600 7100 12.6 7.24 1440 466