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断桥隔热铝型材的强度计算方法

浏览次数:3284 次 发布日期:2012-10-31 03:33:55 信息来源:聊城市开发区型材销售有限公司|http://www.ruidefeng.cc
 
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两种计算组合型材截面惯性矩、抵抗矩的方法

  方法一:按照材料力学中组合梁结构进行计算,将其中一种材料转化为另一种材料,一般将隔热条等效为铝条,变成统一的铝截面,求出等效截面的惯性矩、抵抗矩。

  1、计算原则  

  ①、断桥隔热铝型材截面的一部分是隔热条,在结合良好的加工条件下,可以认为隔热条与铝型材在变形前后保持平截面,应变ε线性分布。 

  ②、两种材料弹性模量不同,所以在相同应变ε时,应力相差n倍,n为弹性模量之比: n=E1/E2

  式中 E1:铝型材的弹性模量 

  E2:隔热条的弹性模量 

  ③、可以将复合截面按弹性模量比转化为单一材料的等效截面,计算出应力、挠度,隔热条部分的应力还须转化为原材料的应力。

  2、求出等效铝截面  

  将复合截面转化为单一的铝截面,基本原则是将隔热条截面厚度缩小为原来的1/n。因为厚度的缩小对截面的特性如面积A,惯性矩I,截面抵抗矩W的影响是线性变化的,恰好与弹性模量E的变化相补偿。即te=t2/n/ 

  式中 te:隔热条等效厚度
  t2:隔热条的实际厚度
  n:铝型材与隔热条弹性模量之比  

  3、等效截面惯性矩及抵抗矩的计算  

  转化为统一的铝材等效截面后,根据材料力学的知识,或采用软件可很方便的计算出其惯性矩及抵抗矩。

方法二:按JG/T 175-2005附录B提供的计算截面惯性矩的公式。

  Ief=IS(1-ν)/(1-ν×C)
  IS=  I1+I2+A1a1^2+A2a2^2 
  ν=(A1a1^2+A2a2^2)/IS
  λ^2=c×a^2×l^2/(E×IS×ν×(1-ν))
  C=λ^2/(π^2+λ^2)
  Wef=Ief/Z

  式中:     Ief  ―有效惯性矩(单位为cm4);
  Is ―  刚性惯性矩(单位为cm4);
  ν ― 刚性惯性矩的组合参数;
  C  ―  弹性结合作用参数;
  λ ― 几何形状参数;
  l ―  梁的跨度(单位为cm);
  c  ―  组合弹性值(单位为N/mm2);
  E ―   组合弹性模量(单位为N/mm2);
  A1 ―  A1区的截面积(单位为cm2);
  A2 ―  A2区的截面积(单位为cm2);
  a 1 ― A1区形心到隔热型材形心的距离(单位为cm
  a 2 ―  A2区形心到隔热型材形心的距离(单位为cm);
  I1 ―   A1区型材惯性矩(单位为cm4);
  I2 ―   A2区型材惯性矩(单位为cm4)。

  注: 因为λ取决于梁的跨度,所以有效惯性矩是跨度的函数。对于大的跨度其值则接近刚性值。