圆截面拉杆设计直径计算:可靠度0.999,材料强度正态分布
///'根据可靠度要求,可得到正态分布的标准正态分布值为3.09。//n//n设拉杆的设计直径为d,则拉杆的截面积A为://nA = π/4 * d^2//n//n拉杆的抗拉强度R服从正态分布,均值为1000MPa,标准差为50MPa。将R表示为A的函数://nR = α * A//n//n其中,α表示比例系数。//n//n根据强度理论,可知拉杆的抗拉强度R应该大于或等于轴向拉力P://nR ≥ P//n//n将R和P表示为A的函数://nα * A ≥ P//n//n代入A的表达式://nα * (π/4 * d^2) ≥ P//n//n解得://nd^2 ≥ (4 * P) / (π * α)//n//n将P的最大值400000代入://nd^2 ≥ (4 * 400000) / (π * α)//n//n根据可靠度的要求,有://nR ≥ P + β * σ//n//n其中,β表示标准正态分布的对应值,σ表示标准差。//n//n代入R和P的表达式://nα * A ≥ P + β * σ//n//n代入A的表达式://nα * (π/4 * d^2) ≥ P + β * σ//n//n解得://nd^2 ≥ (4 * (P + β * σ)) / (π * α)//n//n将P的最大值400000和σ的值15000代入://nd^2 ≥ (4 * (400000 + 3.09 * 15000)) / (π * α)//n//n根据可靠度的要求,由标准正态分布表可知,β * σ = 50 * 3.09 = 154.5MPa。//n//n代入β * σ的值://nd^2 ≥ (4 * (400000 + 154.5)) / (π * α)//n//n为了使d^2最小,设分子的值最小,即://nd^2 = (4 * (400000 + 154.5)) / (π * α)//n//n为了使d最小,即使分子的值最小,即://nα最大//n//n由于α表示比例系数,应该是一个大于0的数,所以α的最大值为1。//n//n代入α = 1://nd^2 = (4 * (400000 + 154.5)) / (π * 1)//n//n计算得到://nd^2 ≈ 50,720.38//n//n取d的平方根://nd ≈ 225.42//n//n所以,拉杆的设计直径d约为225.42mm。///
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