正确、全面的铝型材承载强度校核方式，你不想了解一下吗？

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型材设计：为防止连接处松动，型材的T形槽都是内凹的，具有这种结构的型材在对接时只有边缘的线接触，T形槽受力变形也被限定在弹性范围内，显著提高了结构的稳定性。

型材直线度：型材水平放置，任意位置的长度L2=300mm,其弯曲变形高度数h2的最大值不超过0.3mm（L2=300mm，h2≤0.3mm）。型材全长L1的弯曲变形高度h1参照下表：


型材扭曲度：型材水平放置，宽度W，因弯曲和扭曲而使端部翘起，其扭曲变形高度T参照下表计算：

型材平面度：型材水平放置，型材短边W的最大平面容差D，参照下表：

铝合金机械性能参数表：


铝型材的强度校核：
对于韧性材料制成的梁，当梁的危险截面上的最大正应力达到材料的屈服应力(σs)时，便认为梁发生失效；对于脆性材料制成的梁，当梁的危险截面上的最大正应力达到材料的强度极限(σb)时，便认为梁发生失效。即：
σmax=σs(韧性材料)        σmax=σb(脆性材料)
这就是判断梁是否失效的准则。铝型材属于韧性材料。
为了保证型材具有足够的安全裕度，型材的危险截面上的最大正应力，必须小于许用应力，许用应力等于σs或σb除以一个大于1的安全因数ns
(一般ns取1.3~1.5)。于是，有：

上述二式就是基于最大正应力的型材弯曲强度计算准则，又称为弯曲强度条件，式中[σ]为弯曲许用应力；ns和nb分别为对应于屈服强度和强度极限的安全因数。

型材的弯曲强度计算步骤：
1：根据型材受到的约束性质，从表1中查出型材的最大弯矩计算公式，算出最大弯矩值；
2：由最大弯矩值，根据公式 算出型材在最大弯矩截面处所受的最大内应力；
3：查表2，得出所用型材的屈服强度σ0.2.除以安全系数1.5，得出许用应力[σ]；
4：用算出的最大内应力与许用应力比较，当所受最大内应力小于许用应力[σ]时，型材的强度满足承载要求。
对于产生弯曲变形的型材，在满足强度条件的同时，为保证其正常工作还需对弯曲位移加以限制，即还应该满足刚度条件：
   式中，L为跨长 ,    为许可的挠度与跨长之比(简称许可挠跨比)，一般工程中通常只限制梁的挠跨比        在本目录册中，
规定所有受力型材，其最大挠跨比不超过          。

举例说明：
一条AOB05-4080的型材，长度L=1250，两端固定，在其中间部位加载150公斤的载荷，试校核其强度。如下图：
校核步骤：
第一步：校核型材的抗弯强度。
在表1中查到型材集中载荷简支梁结构。其最大弯矩为Mmax=(    )=150*9.8*1.25/4=459.4/N·m，查AOB05-4080型材的弹性模量E=70000N/mm2  
查型材技术参数表，得截面惯性矩Ix=174455mm4 Iy=655220mm4  抗弯截截面系数为Wxmax=8722.75mm3Wymax=16380.5mm3  
代入正应力公式：（1.用80面作承载面）
                          （2.用40面作承载面）
查表2，6063-T5的屈服强度为145 Mpa，除以安全系数1.5，52.67MPa≤145/1.5=96.7 MPa,故此款型材用80面作承载面能满足承载150公斤的强度。同理，28.05MPa≤145/1.5=96.7 MPa，此款型材用40面作承载面能满足承载150公斤的强度。
第二步：校核型材的刚度。
按最大挠度公式：（1：用40面作承载面）
按公式：  ，故用型材40面承载可满足刚度要求。
                          （2：用80面作承载面）
按公式：  ，故用型材80面承载不能满足刚度要求。
结论：一条长度为1250mm的AOB05-4080型材，要承载150kg的载荷，只能用40面来承载，才能满足强度和钢度要求。


常用铝合金梁的反力，剪力，弯矩和挠度计算公式一览表。









节选自：《机械设计手册》

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