文档介绍：步进炉支撑梁设计优化
步进炉支撑梁设计优化
步进炉支撑梁设计优化
步进加热炉支撑梁设计优化
1．总论
支撑梁的设计优化建立在结构力学计算的基础之上。由于采用汽化冷却，，饱和蒸汽的温度为1９7℃。步进炉支撑梁设计优化
步进炉支撑梁设计优化
步进炉支撑梁设计优化
步进加热炉支撑梁设计优化
1．总论
支撑梁的设计优化建立在结构力学计算的基础之上。由于采用汽化冷却，，饱和蒸汽的温度为1９7℃。因此,支撑梁材料机械性能不能利用常温强度数据，屈服强度和弹性模量均需按200℃温度下的数据取值。
由于管道壁厚远远超过承受蒸汽压力所需,故不必核算蒸汽压力造成的管壁强度，只需要核算结构力学方面的数据。整个支撑梁需要核算三部分的数据：
1）纵梁核算：a、、挠度.
２)立柱核算:立杆稳定性。
３)垫块核算：垫块对钢坯的压强。
下面以坯料尺寸为16０×１60×１２000mm的步进加热炉为例进行设计计算.
：
钢坯尺寸：160×160×12000mm
钢坯单重:2４１1ｋg
钢坯分布间距：２60mm
钢材屈服强度（２０0℃）：σs=１85ＭPａ
钢材许用应力(２00℃）：【σ】＝107MPa
钢材弹性模量（200℃):E=192GPa
3．活动梁计算
纵梁断面尺寸如下图:
步进炉支撑梁设计优化
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计算纵梁惯性矩为:I=１05558527mm4
纵梁最大跨度：L=3100mm
活动梁分布如下图：
考虑3100mm跨间钢坯总重、纵梁自重、包扎材料重量，经计算得到：
F1=9０６4ｋg,F2＝7０４5ｋg。
外侧活动梁受力大，强度校核以外侧梁为准.
纵梁跨中下缘弯矩最大，应力也最大.
纵梁载荷为均布载荷，q＝2８655Ｎ/ｍ。
弯矩Mｍax=ｑｌ2／8＝28655×３．12／8＝34421N·ｍ
应力σ＝M×y/ Ｉ=48．6MPa（y为纵梁下缘到截面中心线的距离)
纵梁最大应力只有钢材许用应力的45％,安全。
W=5ql４/(384EI）=1．7mm，为跨度的０。5‰（<4‰)
符合要求。
3．３立柱稳定性核算
步进炉支撑梁设计优化
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——欧拉公式进行，而不是简单的计算断面压强.
立柱外径D=159ｍm,内径d＝123mm
立柱截面面积:A＝7９73ｍm２
立柱惯性矩I=20137722mｍ4
立柱根部到垫块顶部之间自由摆动长度L＝44８0mｍ
立柱长细比 =１70
查结构设计手册得：折减系数ω=
立柱许用压应力σm=ωπ2Ｅ/λ2=
立柱允许压力Ｆm=σm×A＝11７68kg
实际压力F１ =9064ｋg〈Fm,表明立柱安全。
３．4垫块压强
垫块顶面宽度：４0mm
垫块长度:160mm
垫块之间空隙：40mｍ
垫块对钢坯的最大支撑力:
钢坯与垫块最小接触面积：１6０－４0=1２0mm
垫块对钢坯的最大压强：
Pmax=６7