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球墨鑄鐵井蓋是地下管網入口常見的設施，按照傳統(tǒng)的全彈性的設計方法，和試驗結果有較大出入。結合球墨鑄鐵的實際情況，其本構關系更接近彈塑性材料，采用適當?shù)乃惴ǹ梢栽谠O計中更大程度上發(fā)揮球墨鑄鐵井蓋的力學性能。所用材質為球鐵，主要合金元素含量w為球化級別：3級；石墨大�。�6級；鐵素體含量約3000。其拉力試棒的拉伸圖和試棒尺寸如圖所示，最大拉伸力83kN，最大拉伸量20mm，MoC20，83；彈性點BoC7.5，62。試棒直徑14mm，有效長度70mm。由圖做出試棒拉伸應力應變圖，并找出相應點MC28.5,540，BC10.7,400。執(zhí)行歐洲標準BSEN124:1994，機動車區(qū)及行人區(qū)集水井頂蓋和檢查井頂蓋設計要求、類型試驗、標志、質量控制之試驗。(1)設計級別為C250，即指井蓋能承受住P=250kN的壓力測試。測試過程：用油缸壓力機，以一定的速度對井蓋緩慢加壓達到P=250kN后，靜壓30s。在此過程中，若井蓋不破裂，則通過C250的壓力測試，是承壓合格的井蓋。(2)所設計的井蓋架的凈開口尺寸是400mmX400mm(凈開口尺寸是指與井蓋配套井架的最小內尺寸)，此種井蓋采用的壓頭是直徑為250mm的圓形壓頭。(3)承壓點，井蓋四邊與井架處處接觸。
(1)所設計的4根筋對稱分布，對壓頭力的承受均勻。(2)由于井蓋受壓后中間下彎，所以分配到每根筋上的力可簡化成2個相等的集中載荷的作用，每個集中載荷P/8oC3)每根筋可簡化成受2個對稱的集中力P/8的簡支梁，并做出其簡力圖，如圖，傳統(tǒng)的強度分析方法，也就是把材料認為是完全彈性體，按照相關的理論和公式直接計算，并與材料(3)由前知，試棒的抗拉強度540MPa。可見，按照傳統(tǒng)的強度校核方法，初步設計的井蓋遠遠不能滿足其壓力測試要求。
分段積分法考慮了材料在受力時經歷的彈性和塑性階段，對整個階段的變形和承載力做了綜合考慮，具體地講，就是根據材料的力學性能，由截面相應位置所能承受的最大應變，找出其對應應力，用分段積分法，求出截面所能承受的彎矩，來校核井蓋強度。是指截面最下端最大應變時，截面各部位所發(fā)生的應力和應變情況。(1)做截面所能承受的最大應變圖，坐標系如圖所示。①筋截面上軸線應變，認定形心軸就是中性軸，把Z車由放在中性軸上，其形變?yōu)?，截面應變沿Y軸方向呈線性分布，上部壓應變?yōu)樨�，下部拉應變�(yōu)檎�，且應變沿Y軸上下變化率相等，絕對值最大的應變?yōu)槔瓚�，在截面的最下端�?br />
從表中可以看到，采用分段積分法設計后得到1號、2號、3號試樣的破裂壓力值均高于標準值，可見基于彈塑性本構關系的設計方法不僅更接近材料的真實性能，而且更科學準確。結論(1)井蓋的強度設計，把鑄態(tài)球墨鑄鐵當做彈塑性材料考慮，比傳統(tǒng)理論上只當做純彈性材料考慮更符合實際情況。這種方法，井蓋在滿足打壓要求的前提下，可以更輕、更節(jié)省材料。(2)設計時，要有井蓋所用材料的拉伸曲線，并且較準確地找出材料的彈塑性分界點和其它對應點。利用分界點可以得到材料的彈性階段和塑性階段，對這2段分別計算，即分段積分得到其承載力，這樣進行設計綜合考慮了材料的塑性階段的變形和承載力，更符合球墨鑄鐵井蓋受力過程的真實情況，因而要比傳統(tǒng)的全彈性設計方法更合理。
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