金屬結構

第1章概述1

11工程機械金屬結構的發(fā)展1

12工程機械金屬結構的分類2

第2章工程機械金屬結構的材料5

21工程機械金屬結構常用材料的分類、代號和基本特性5

211常用材料分類5

212工程機械金屬結構常用材料的基本特性9

22工程機械金屬結構材料性能的影響因素15

23工程機械金屬結構材料選擇18

第3章工程機械金屬結構設計基礎21

31工程機械金屬結構設計原則21

32工程機械金屬結構設計方法22

321金屬結構設計的特點22

322設計步驟22

323結構設計的許用應力法24

324金屬結構極限狀態(tài)設計法33

325現代設計法簡介33

第4章工程機械金屬結構連接形式及設計35

41連接的基本概念和方法35

42焊接的基本特點35

421焊接的種類和焊接工藝35

422焊接接頭的形式36

43焊接焊縫設計和計算39

431焊縫種類與構造39

432焊縫的標注41

433焊縫設計和計算44

44焊接質量56

45螺栓連接58

451普通螺栓59

452高強度螺栓66

46鉚釘連接69

461鉚縫的種類特點和應用70

462鉚釘的主要類型70

463鉚縫的受力及其破壞形式70

464鉚釘的長度72

465鉚釘設計注意的問題73

47銷軸連接73

471銷軸的計算74

472銷孔拉板的計算74

第5章軸向受力構件和柱的設計76

51軸向受力構件在工程機械金屬結構中的應用76

52拉壓構件的設計和計算77

521軸心受拉構件的設計和計算77

522軸心受壓構件的設計和計算79

53偏心受力構件的設計和計算93

531偏心受拉構件的設計和計算93

532偏心受壓構件的設計和計算94

54變截面柱的設計99

55工程示例100

551一般算法100

552ANSYS分析計算102

第6章梁構件設計111

61梁構件的類型和截面形式111

62焊接組合梁的設計112

621焊接組合梁的截面選擇和質量計算112

622焊接組合梁的強度、剛度計算118

623梁的翼緣板與腹板的連接計算120

624焊接組合梁的拼接122

625梁與其他構件的連接124

63焊接梁構件的整體穩(wěn)定性126

64焊接梁構件的局部穩(wěn)定性131

641梁中薄板局部失穩(wěn)的概念131

642薄板的局部穩(wěn)定性計算和加強措施132

65算例147

651傳統計算147

652ANSYS優(yōu)化分析153

第7章桁架164

71桁架的結構特點、分類和應用164

72桁架的外形、腹桿體系及主要參數165

721桁架的外形165

722桁架的腹桿體系166

723桁架主要參數確定167

73桁架桿件的內力計算168

731桿件軸向內力計算168

732桁架弦桿的局部彎曲168

74桁架桿件的截面設計171

741桿件的截面形式171

742桿件截面的設計原則173

743桿件截面的選擇與驗算174

75桁架的節(jié)點設計179

751節(jié)點的構造要求179

752節(jié)點計算182

76桁架設計舉例185

761傳統計算方法185

762ANSYS分析計算188

第8章起重機吊臂193

81概述193

82桁架式吊臂194

821桁架式吊臂的結構形式194

822桁架式主臂受力分析198

823桁架式吊臂的剛度分析202

824桁架式吊臂的最不利傾角203

825桁架式吊臂性能分析203

83箱形伸縮式吊臂210

831箱形伸縮吊臂結構211

832伸縮吊臂受力分析214

833箱形伸縮臂的剛度校核216

834伸縮臂的強度校核221

第9章裝載挖掘機械典型工作裝置設計225

91裝載機鏟斗的設計226

911載荷工況及鏟斗受力分析227

912鏟斗的平衡方程式228

92裝載機動臂連桿設計229

921動臂229

922連桿機構的設計232

923工作裝置受力分析233

924工作裝置強度分析234

93六連桿機構優(yōu)化舉例236

94液壓挖掘機工作裝置設計241

941液壓挖掘機反鏟工作裝置241

942反鏟工作裝置的載荷分析和強度計算245

95挖掘機反鏟裝置實例分析247

951反鏟裝置的受力分析247

952有限元分析的前處理過程249

953求解計算、結果的處理和分析250

第10章典型工程機械底盤金屬結構部件設計254

101起重機轉臺和底架254

1011起重機轉臺254

1012起重機底架258

102裝載機車架262

1021裝載機車架形式262

1022鉸接式車架鉸點的結構形式263

1023裝載機車架槽鋼大梁264

1024車架有限元分析實例265

103挖掘機底架和轉臺267

1031挖掘機底盤的構成268

1032履帶式行走架268

1033輪胎式底架271

1034挖掘機轉臺的設計274

第11章工程機械駕駛室設計276

111工程機械駕駛室的造型與結構設計276

1111設計要求276

1112造型設計276

1113結構設計278

1114舒適性設計280

1115薄板件和型材成形工藝性設計281

1116駕駛室的涂覆設計281

112工程機械駕駛室安全結構設計282

1121駕駛室安全結構設計的必要性及國內外研究概況282

1122ROPS和FOPS的結構類型及功能283

1123輪式裝載機安全駕駛室的設計準則285

1124整體式ZL50輪式裝載機ROPS和FOPS設計287

113四立柱ROPS和FOPS設計和有限元分析實例292

1131ROPS和FOPS有限元模型292

1132有限元分析結果293

附錄298

附表1軸心受壓構件的穩(wěn)定系數298

附表2偏心受壓構件的穩(wěn)定系數（摘自TJ 17—74）300

參考文獻304

本書是《工程機械設計與維修叢書》之一。

書中結合作者多年教學經驗與科研成果，將金屬結構的傳統設計方法與現代設計方法有機地結合起來，具有更鮮明的時代特點。本書特點為圖文并茂，結構完整，重點突出，內容新穎，通俗易懂，理論、科研、實踐相結合，適用面廣。

本書以模塊的形式分別介紹了工程機械金屬結構的分類，金屬結構材料的選擇，金屬結構設計計算基礎，金屬結構的連接技術，典型金屬結構部件設計及檢測實驗方法等，并且突出介紹了工程機械金屬結構國內外最新技術以及現代設計方法在工程機械金屬結構中的應用。

工程機械是我國國民經濟重要支柱產業(yè)之一。工程機械種類繁多，應用十分廣泛。隨著全球市場國際化的飛躍，工程機械發(fā)展迅猛異常，新的理念、新的技術、新的工藝、新的材料不斷給予工程機械新的生命力，因而工程機械行業(yè)的工程技術人員隨之面臨著新的挑戰(zhàn)和考驗。

對工程機械、建筑機械以及港口運輸機械等而言，金屬結構部件占整機總質量的35%~90%，因而其設計的理念和方式直接影響著整機的力學性能和經濟指標。同時隨著技術的進步，傳統的設計和實驗手段、方法已經滿足不了設計上的要求。因此，我們在編寫的過程中力求將金屬結構的傳統設計方法與現代設計方法有機地結合起來，將國內外最新研究成果反映出來，希望能夠為促進我國工程機械的發(fā)展有所幫助，解決當前工程機械類圖書匱乏的現狀。本書不僅可以作為工程機械行業(yè)廣大設計和研究、維護人員的參考資料，同時也可作為高校工程機械類專業(yè)的教材。

本書是《工程機械設計與維修叢書》之一。

書中結合作者多年教學、科研成果，重點介紹了工程機械金屬結構國內外最新技術以及現代設計方法在工程機械金屬結構中的應用。

全書共分11章。第1章介紹了工程機械金屬結構的發(fā)展、分類以及加工工藝；第2章講述了金屬結構的材料；第3章為金屬結構設計計算基礎；第4~6章詳細闡述了金屬結構的連接技術、典型金屬結構部件設計及檢測實驗方法；第7~11章重點講解了現代設計方法在工程機械結構中的應用。其特點為結構完整，重點突出，圖文并茂，內容新穎，通俗易懂，理論、科研、實踐相結合，適用面廣。

金屬結構穹頂是各種造型的裝配式穹頂。

一、選用要點

1.1 產品定義2100433B

金屬結構制造是指以鐵、鋼或鋁等金屬為主要材料，制造金屬構件、金屬構件零件、建筑用鋼制品及類似品的生產活動。

這些制品可以運輸，并便于裝配、安裝或豎立（如由建筑企業(yè)在建筑工地進行）。

◇ 包括：

-建筑用金屬結構、構件：金屬屋頂、金屬屋頂框架、金屬立柱等；

-金屬橋梁結構及橋梁零件、鐵塔、鐵架、金屬支柱、金屬大梁、礦井口金屬構架、水閘和碼頭等金屬構件；

-金屬活動房屋；

-鋼鐵制腳手架、金屬模板或坑道支撐用的金屬支柱及類似品；

-上述結構體用的已加工的金屬板、金屬桿、金屬型材、金屬異型材、金屬管材及類似品及其構件零件。

澳門金屬結構協會金屬結構年度獎項

為著推廣金屬結構在本澳建筑工程界之適當和有效的設計及應用 , 金屬結構設計比賽將會每年舉辦一次 , 所有近期在本澳有參與金屬建筑結構設計的設計公司 , 均歡迎提交設計參賽 , 參賽之設計將由顧問委員會的多位專家評審

澳門金屬結構協會專業(yè)及實用設計指引

為鼓勵適當和有效地設計及建造金屬結構 , 本協會將編輯一系列相關的實用設計指引 , 同時這些指引將經由顧問委員會審閱

· 依照澳門規(guī)范的金屬結構設計指引

· 金屬結構的防火設計指引

· 鋼結構的焊接指引

· 金屬屋面系統設計指引

· 金屬樓板設計指引

澳門金屬結構協會技術講座及研究會

為了向會員介紹及分享世界各地最新的技術 , 一系列的技術講座及研究會會定期招開 , 來自世界各地從事金屬結構相關的研究 , 設計及建筑方面的專家學者們 , 亦將被邀來澳參加會議和進行演講 , 本協會會每年舉辦四個技術講座及一個研究會 :

下列為本會于不久將來會舉辦的講座課題

· 關于金屬結構加工及裝配的質量控制及質量保證

· 鋼結構的焊接設計

· 金屬結構的防火設計

· 金屬屋面系統的設計

· 金屬復合樓板設計

· 幕墻設計

澳門金屬結構協會技術考察

— 會定期組織到澳門鄰近的生產商及有關的設備進行技術考察。2100433B