Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Detailide paindedeformatsioonid". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
läbipaine, läbipainde, integreerimis, epüür, paindemomendi, joonkoormus, konsool, varras, universaalvõrrand, pöördenurk, võll, koordinaat, paindemoment, avaldise, konsooli, rakendus, siire, koormatud, const, tala, avaldist, integraal, puutuja, põhivalem, parameetrid, mohr, ristlõige, paindepinge, paindel, ristlõigete, alguspunktist, mohrizx-tasand y zx-tasand Peatasandid Joonis 6.2 painutavad koormused või nende Tasapinnaline paindeülesanne = ehk komponendid mõjuvad varda ühes varras paindub vaid ühes peatasandis peatasandis (xy-tasand või zx-tasand) Ruumiline paindeülesanne = painutavad koormused või nende komponendid varras paindub mõlemas ehk mõjuvad varda mõlemas peatasandis (koormused peatasandis jagatakse peatasandites mõjuvateks komponentideks) 6.2
zx-tasand y zx-tasand Peatasandid Joonis 6.2 painutavad koormused või nende Tasapinnaline paindeülesanne = ehk komponendid mõjuvad varda ühes varras paindub vaid ühes peatasandis peatasandis (xy-tasand või zx-tasand) Ruumiline paindeülesanne = painutavad koormused või nende komponendid varras paindub mõlemas ehk mõjuvad varda mõlemas peatasandis (koormused peatasandis jagatakse peatasandites mõjuvateks komponentideks) 6.2
· see on ruumiline paindeülesanne, mis taandatakse tasapinnalisteks paindeülesanneteks peatasandites (ohtliku ristlõike kesk-peateljestik peab olema eelnevalt määratud) koormus F tuleb taandada komponentideks kesk- peatelgedel (vastavalt jõu mõju sõltumatuse printsiibile) Fy ja Fz; Vildakpaindes konsoolne varras Ristlõike paindepinged Nulljoone võrrand Ohtlik ristlõige Mz My z y epüür y+ z=0 Iz Iy
F2 = FCR > F1 F3 > F2 F1 F1 F1 F2 F2 F2 F3 F3 FH FH FH F3 Varras naaseb alasendisse Varras jääb uude Varras kaotab kohe tasakaalu tasakaaluasendisse (avarii ja purunemine) Joonis 13.1 Surutud varda tasakaaluseisund sõltub koormuse väärtusest: · väike koormus stabiilne seisund; · kriitiline koormus (eelmisest suurem) indiferentne seisund;
154 Tugevusanalüüsi alused 10. DETAILIDE VÄÄNDEDEFORMATSIOONID 10. DETAILIDE VÄÄNDEDEFORMATSIOONID 10.1. Varda väändenurk Väändenurk = varda ristlõike pöördenurk väänava momendi l l = = max toimel algasendi suhtes (Joon. 10.1) R Suheline väändenurk = varda pikkusühiku kohta tulev max
tõstmiseks (fermid); · lisasidemed kasutamist nõuab konstruktsiooni tööpõhimõte. 12.1.2. Deformatsiooni sobivusvõrrandite koostamine Staatikaga määramatu konstruktsiooni (Joon.12.2) sobivusvõrrandite koostamiseks on kaks (sisult analoogset) võtet: · deformatsioonide võrdlemise võte; · tugede kõrvaldamise võte. Staatikaga määramatu varras l lAB lBC Tasakaaluvõrrand (1): FA + FC - FB = 0 A FB B C Arvutusskeem Vaja on koostada üks
9. PIKKEDEFORMATSIOON 10.7. Kuidas arvutada väänavate üksikpöördemomentidega koormatud 9.1. Mis on deformatsioon? ühtlase võlli väändenurka? = detaili (keha, varda) kuju ja mõõtmete muutus (koormuse mõjudes) ühtlase varda väändenurga epüür koostatakse ühtlselt väänatud lõikude 9.2. Mis on siire? kaupa: = punkti asukoha (koordinaatide) muutus (on määratud algasukohast lõppasukohta suunatud vektoriga) 9.3. Millistel juhtudel Hooke'i seadus ei kehti? Kõverate varraste korral 9.4. Mida teha, kui detaili deformatsioonid on plastsed? 9.5. Kuidas arvutada detaili plastsetele deformatsioonidele vastavaid siirdeid?
Punkti lõppasukoht Punkti C siire C' Joonis 9.1 Deformatsioonide suurenedes suurenevad pingete ja sisejõudude väärtused. Kui sisejõu väärtus ületab lubatava suurima väärtuse, siis tekib avarii (materjali voolamine või purunemine). 9.2. Ühtlaselt tõmmatud ühtlane varras Eelnevast: Fl (Hooke'i Ühtlaselt tõmmatud ühtlase varda (Joon. 9.2) pikenemine: l = l= seadus) A EA Priit Põdra, 2004
211 Tugevusanalüüsi alused 14. KÕVERATE VARRASTE TUGEVUS 14. KÕVERATE VARRASTE TUGEVUS 14.1. Konksude tugevus paindel. Näide 14.1.1. Kõvera varda ohtlik ristlõige Ühtlaselt kõver (varda telje kõverusraadius on konstantne R) ühtlane varras (varda ristlõike kuju ja pindala ei muutu) on koormatud painutava jõuga F (Joon. 14.1), sisejõudude analüüsiks kasutatakse lõikemeetodit: · varda koormatud osas tehakse radiaallõige (lõikemeetod); · radiaallõigetes mõjuvad sisejõud: N (pikijõud), Q (põikjõud) ja M (paindemoment); · sisejõudude epüürid on siinuselised (sinusoidi suurim ja vähim väärtus paiknevad
sharniirides, kinnitusavade asend ja mõõtmed. jne. Arvutusskeemi koostamine Arvutusskeem Tegelik konstruktsioon Lihtsustatud mehaaniline süsteem Ideaalne mehaaniline süsteem · Varras on deformeeruv; Ei arvesta tühise mõjuga · Alus on absoluutselt jäik; nähtusi ja parameetreid · Sidemed on absoluutselt jäigad. (Saint Venant'i printsiip) Tegelik konstruktsioon Ideaalne meh. süsteem Arvutusskeem tõmbel Vibratsioon
· kõik vibratsioonid; · võlli pöörlemisest tekkinud dünaamilised koormused (tsentrifugaaljõud jms.); · hõõrdumine laagrites. Priit Põdra, 2004 32 Tugevusanalüüsi alused 3. DETAILIDE TUGEVUS VÄÄNDEL 3.2. Väänava koormuse mõju vardale Väänava pöördemomendiga M koormatud sirge varras (Joon. 3.2): · pöördemomendi M toimel ristlõiked pöörduvad üksteise suhtes ümber varda telje (varras väändub); · igale M väärtusele vastab varda parameetritest (materjal ja geomeetria) sõltuv väändedeformatsioon; · väändedeformatsiooni iseloomustavad iga ristlõike väändenurk (raadiuse
· tõmme ja surve (ehk pike) detailis mõjub vaid pikijõud N; · vääne detailis esineb vaid väändemoment T; · puhas paine detailis mõjub ainult üks paindemoment M; · lõige lühikeses detailis (vardas) mõjub vaid põikjõud Q; "Puhas" lõige tekib vaid põik-koormatud varda sellisel lühikesel osal, kus paindemomendi mõju on väike. Lõige (tegelikult) = suure põikjõu Q ja Põikjõuga Q kaasneb alati väikese paindemomendi M koosmõju paindemoment M Iga sisejõud on seotud eripärase tööseisundi ja deformatsiooni tekkimisega detaili materjalis ning spetsiifilise purunemismehhanismiga avarii korral (Joon.7.2).
ja nihkepinge τ epüürid; normaalpinge σ 6. Arvutada ohtlike ristlõigete (või ohtliku ristlõike) varutegurid normaalpinge ja nihkepinge järgi ning kontrollida tala tugevust; 7. Koostada v ja pöördenurga ϕ universaalvõrrandid; (vajadusel) tala ekvivalentne arvutusskeem ning läbipainde 8. v ja pöördenurgk ϕ ; Arvutada tala vaba otsa läbipaine 9. Arvutada tala tugedevahelise osa suurima läbipainde asukoht (kohal, kus pöördenurk ϕ = 0, täpsusega ± 0,1 m) ning vmax; läbipaine sellel kohal 10. Formuleerida ülesande vastus. Koormuste mõjumise skeem vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A
f1 1. Koostada võlli väändemomendi T epüür; f2 2. Valida võlli kesk-peatasandid ning koostada arvutusskeemid ja paindemomendi M epüürid; Rihmade 3. Koostada ekvivalent-paindemomendi Mekv epüür ja tuvastada kaldenurk võlli ohtlik ristlõige; 4
3.3 Tala tugevuskontroll ohtlikus ristlõikes B Suurim paindepinge M 17,5∗103 δ max = = ≈ 50 MPa W 3610∗10−6 Tugevuse kontroll paindel δy 235 Sδ = ≥[S ] = 4 δ max = 50 = 4,7 Ristlõike B tugevus paindel on tagatud Alljärgnevalt normaalpinge epüür Tala ekvivalentne arvutusskeem ning läbipainde v ja pöördenurga φ universaalvõrrandid. Paindedeformatsioonide väärtused sõltuvad nii joonkoormuse algus- kui ka lõppkohast. Tala joonkoormusi tuleb muuta nii, et: • kõik ulatuksid kuni tala lõpuni ning • joonkoormuste painutav mõju ei muutu Universaalvõrrandite parameetrid: −¿ FA ¿ aFA= 0 +¿ FB ¿ aFB = 3,5 m −¿ F ¿ aFC = 5,25 m +¿ p1 ¿ ap1 = 0 −¿ p2 ¿ ap2 = 0, 875 m +¿
p = F/b. Varuteguri nõutav väärtus on [S] = 4. Koormuste mõjumise skeem valida vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A. Tala tugede vahekaugus a valida vastavalt üliõpilaskoodi eelviimasele numbrile B. INP-profiili andmed võib võtta nt Ruukki tootekataloogist. Vajalikud etapid: 1. Koostada valitud mõõtkavas arvutusskeem (vastavalt väärtustele A ja B); 2. Arvutada toereaktsioonide väärtused; 3. Koostada valitud mõõtkavades paindemomendi M ja põikjõu Q epüür; 4. Tuvastada tala ohtlikud ristlõiked (või ohtlik ristlõige), koostada painde tugevustingimus ning määratleda vähima võimaliku materjalimahuga sobiv INP-profiil; 5. Koostada valitud mõõtkavas selle INP-profiiliga tala ristlõike kujutis ning ohtlike ristlõigete (või ohtliku ristlõike) normaalpinge ja nihkepinge epüürid; 6
peatelgede suhtes on võrdsed. 5.23. Mitu kesk-peateljestikku on ruudul? 2 6. VARDA TUGEVUS PAINDEL 6.1. Milles seisneb varda paindumine? - varda telje kõverdumine koormuse toimel 6.2. Mis on varda (kesk)peatasand? ristlõike kesk-peatelje ja varda teljega määratud tasand 6.3. Millistel juhtudel on paindeülesanne tasapinnaline? varras paindub vaid ühes peatasandis- painutavad koormused või nende komponendid mõjuvad varda ühes peatasandis 6.4. Millistel juhtudel tekib ruumiline paine? - varras paindub mõlemas peatasandis ehk painutavad koormused või nende komponendid mõjuvad varda mõlemas peatasandis 6.5. Kuidas toimida, kui paindeülesanne on ruumiline? * koormuse toimel varras paindub (varda telg kõverdub); * igale koormuse väärtusele vastavad varda parameetritest (materjal ja geomeetria) sõltuvad paindedeformtasioonid; * paindedeformatsioone iseloomustavad iga ristlõike pöördenurk algasendist ja telje läbipaine v; * koormuse
Tugevusanalüüsi alused 4. LIIDETE TUGEVUS LÕIKEL 4. LIIDETE TUGEVUS LÕIKEL 4.1. Lõikav koormus ja lõikele töötavad liited. Lõikav koormus = · varda teljega risti mõju põikkoormus; · varda paine selle koormuse mõjul on tühine (Joon. 4.1) Varras ja lõikav koormus F Lõikav koormus Varras Lõigatud varras Zoom Lõikepind Lõiketsoon
Tugevusanalüüsi alused 4. LIIDETE TUGEVUS LÕIKEL 4. LIIDETE TUGEVUS LÕIKEL 4.1. Lõikav koormus ja lõikele töötavad liited. Lõikav koormus = · varda teljega risti mõju põikkoormus; · varda paine selle koormuse mõjul on tühine (Joon. 4.1) Varras ja lõikav koormus F Lõikav koormus Varras Lõigatud varras Zoom Lõikepind Lõiketsoon
¿ { F Bz=0 F y =F B =365,1 N Joonis 3. Võlli ristlõigete keskpeateljed 3. Võlli sisejõudude analüüs 3.1 Väändemoment Väändemomendi epüüri koostan lõikemeetodit kasutades (arvestamata jätan laagrite hõõrdemomendid). TAB=M=21,9 Nm(-) Joonis 4. Väändemomendi epüür 3.2 Paindemoment kesk-peatasandis xy Joonis 5. Varda toereaktsioonid y telje sihis Paindemomendi epüüri koostan lõikemeetodiga. Varda paindemomendid telje z suhtes: Kuna varda otstes pöördemomente ei mõju, siis punktide A ja B pöördemoment võrdub nulliga. M Az=0 M Bz=0 +¿ M Ez=F Ay∗AE=365,1∗0,16 ≈ 58,5 Nm ¿ −¿ M Cz=F B∗CB=365,1∗0,32≈ 116,9 Nm ¿ Joonis 6
osa suhtes kontaktjõududeks, et nende määramiseks rakendada tasakaalutingimusi. Põhimõte kui keha on tasakaalus, siis kehast mõtteliselt väljalõigatud osa on samuti tasakaalus. Vaadeldavale kehast väljalõigatud osale mõjub jõudude süsteem, milles tuntud välisjõudude kõrval rakendatakse lõikepindadele tundmatuid jõude asendamaks lahtilõikamata keha vastavaid sisejõudusid. 3. Pindkoormus. Joonkoormus. Lühike selgitus, lk 37 Pindkoormus - teatud pinna-alale hajutatud koormus. Pindkoormus rakendub konstruktsiooni kogu pinnale või selle osadele ja väljendab teiste kehade vahetut kontaktmõju. Pindkoormuse intensiivsus vec q (x;y) näitab näitab pinna ühikule mõjuvat jõudu vaadeldavas punktis N/m2, kN/m2 (Pindkoormuse saab taandada üksikkoormuseks, kui kontaktpinna mõõtmed on detailide põhimõõtmetega võrreldes väikesed) Joonkoormus vaid ühes sihis hajutatud koormus
- materjali voolepiir Ristlõike nõtav telg-tugevusmoment [W] = = = 21,3 kui paine on umber telje y 3.2 INP-ristlõike valik Valitakse sellise ristlõikega profiil mis vastab allolevale = 21,3 Tabelist on näha et sobib profiil INP200, mille = 26 21,3 3.3 Tala tugevuskontroll ohtlikus ristlõikes B Suurim paindepinge = = 58 MPa Tugevuse kontroll paindel = = = 4,05 4 = 4 Ristlõike B tugevus paindel on tagatud Alljärgnevalt normaalpinge epüür Tala ekvivalentne arvutusskeem ning läbipainde v ja pöördenurga universaalvõrrandid. Tala ekvivalentne arvutusskeem Paindedeformatsioonide väärtused sõltuvad nii joonkoormuse algus- kui ka lõppkohast. Tala joonkoormusi tuleb muuta nii, et: · kõik ulatuksid kuni tala lõpuni ning · joonkoormuste painutav mõju ei muutu Universaalvõrrandite parameetrid: aF = 0 aFb = 2,5 m ap1 = 0,625m ap2 = 1,875 m aFA = 3,750 m
- Mb = Mw = 1,25 jne. - liidete kandevõime (lähtudes fu -st). 2.2.2 Kasutuspiirseisundid Näiteks: - liialt suured paigutused või siirded (vt. EVS-EN 1993-1-1 Lisa NA) - vibratsioon; - resonantssagedus; - nihkumatu (hõõrdega) poltliite nihe jne. Koormuse osavarutegurid: G .ser = Q.ser = 1,0. Koormusest tingitud lõplik läbipaine wmax, juhul kui see on kahjulik, ei tohiks ületada allpool tabelis toodud piirläbipainet, kui konstruktsiooni iseloomt või kasutusviis ei eelda rangemaid nõudeid. Teras 1 14 wmax = w1 + w2 + w3 - wc , kus wmax - konstruktsiooni lõplik läbipaine, arvestades eeltõusu, wc - koormamata konstruktsioonielemendi eeltõus,
1.1. Millised on kolm põhilist Tugevusõpetuse ülesannet? 1. Dimensioneerimine 2. Tugevus ja/või jäikuskontroll 3. Lubatava koormuse leidmine 1.2. Kuidas liigitatakse konstruktsioonielemente kuju järgi? Kuju järgi liigitatakse detailid · vardad, · plaadid (koorik = kumer plaat), · massiivkehad. 1.3. Kirjeldage ühtlast sirget varrast! Varras ehk siis üks mõõde on ülejäänud kahega võrreldes suur: Varda telg = joon mis läbib ristlõikepindade keskmeid: 1.4. Kuidas on omavahel seotud aktiivsed ja reaktiivsed koormused? · Aktiivsed koormused (= aktiivsed jõud) ? nende väärtused on üldjuhul teada, kui detaili välised töökeskkonna ja vajaliku suutlikkuse parameetrid (koormused, mida detail on ette nähtud taluma oma otstarbest lähtuvalt) on määratud;
66 Tugevusanalüüsi alused 5. DETAILI SISEPINNA OMADUSED 5. DETAILI SISEPINNA OMADUSED 5.1. Ristlõige kui varda tugevuse mõõt Tugevusanalüüsi oluline küsimus: Kas detaili ristlõike kuju ja "Jäme" varras on tugevam, kui "peenike" ehk mõõtmed on optimaalsed? varras milline "jämedus" on piisav? Eelnevast: Ristlõike vastupanuvõime sõltub varda koormamise viisist Ristlõike vastupanuvõime koormuste toimele on erinevate sisejõudude mõjudes erinev (Joon. 5.1) ning sõltub:
66 Tugevusanalüüsi alused 5. DETAILI SISEPINNA OMADUSED 5. DETAILI SISEPINNA OMADUSED 5.1. Ristlõige kui varda tugevuse mõõt Tugevusanalüüsi oluline küsimus: Kas detaili ristlõike kuju ja "Jäme" varras on tugevam, kui "peenike" ehk mõõtmed on optimaalsed? varras milline "jämedus" on piisav? Eelnevast: Ristlõike vastupanuvõime sõltub varda koormamise viisist Ristlõike vastupanuvõime koormuste toimele on erinevate sisejõudude mõjudes erinev (Joon. 5.1) ning sõltub:
kusjuures betooni suur survetugevus jääb põhiliselt kasutamata. Raudbetoontala töötab kuni esimese prao tekkimiseni analoogiliselt betoontalaga. Prao tekki- mine kriitilises lõikes ei põhjusta aga tala purunemist, vaid viib normaalpingete ümberjaotu- misele praoga ristlõikes: kogu tõmbetsooni sisejõud, mis seni võeti vastu betooniga kantakse nüüd üle tõmbetsoonis olevale pikitõmbearmatuurile. Edasisel koormamisel tekivad praod ka teistes ristlõigetes vastavalt paindemomendi suurenemisele neis. Õigesti projekteeritud raudbetoontala puruneb siis, kui kriitilises lõikes üheaegselt ammendub tala surve- ja tõmbe- tsooni vastupanu, s.o. kui tõmbearmatuuri pinge saavutab terase voolavustugevuse, betooni pinge survetsoonis aga betooni survetugevuse. Sõltuvalt eeskätt armatuuri hulgast võib raud- betoontala kandevõime kümneid kordi ületada vastava betoontala kandevõimet. Mõõdukalt
põhieesmärk: omadused mõjutavad selle detaili käitumist tööolukorras Detailid on erineva kujuga, erineva(te) koormus(t)ega ja erinevast materjalist (Joon. 1.2) Priit Põdra, 2004 2 Tugevusanalüüsi alused 1. TUGEVUSANALÜÜSI EESMÄRK JA PÕHIPRINTSIIBID Kruvipress Varras Spindel Vääne Tõmme Mutter Messing Rist-tala Varras Toorik Teras Surve
Pingekontsentraator Pinnakonarused Korrosiooniarm Mõlk Pingekontsentraator Pingekontsentraator Pingekontsentraator Detail Detail Detail Joonis 15.1 Eelnevast: Klassikalise tugevusõpetuse objekt = sirge ühtlane varras (või iga teine detail, mis on vaadeldav sellise vardana Mitteühtlane varras = varda (detaili) kõik ristlõiked NB! Inseneriarvutustes tuleb ei ole ühesugused (erineva pindala ja/või kujuga) tihti detaili (või selle elementi) vaadelda vardana Priit Põdra, 2004
.............................. 22 5.4.3 Seina nihkestabiilsus........................................................................................................................... 23 5.4.4 Toe- ja jäikusribi kandevõime leidmine.............................................................................................. 25 5.4.5 Tala seina kandevõime koondatud koormuste suhtes....................................................................... 26 5.5 Ristlõike kandevõime paindemomendi ja põikjõu koosmõju ............................................................... 28 5.6 Ristlõike kandevõime pikijõu ja põikjõu koosmõju ............................................................................... 28 5.7 Ristlõike kandevõime paindemomendi ja pikijõu koosmõju................................................................. 29 5.8 Ristlõike kandevõime paindemomendi, põikjõu ja pikijõu koosmõju................................................... 30
16. Kuidas määratakse materjalide tugevus- sisejõude? ja jäikusparameetrid? 2.13. Selgitage jõu mõju sõltumatuse printsiipi! 1.17. Milles seisneb Hooke'i seadus? 2.14. Milleks vajatakse lõikemeetodit? 1.18. Selgitage materjali elastsusmooduli 2.15. Selgitage lõikemeetodi ideed! olemus! 2.16. Mis on sisejõu epüür? 1.19. Milles seisneb algmõõtmete printsiip? 2.17. Sõnastage pikijõu N märgireegel! 1.20. Mis on materjali piirseisund? 2.18. Milline on detailide tõmbe ja surve praktiline 1.21. Mis juhtub detailiga selle materjali erinevus tugevusanalüüsis? piirseisundi saabudes? 2.19. Kuidas avaldub pikijõu N epüüril iga 1.22. Mis on materjali tõmbediagramm
t1= 10 s M O x _________________________________________________________________________________ Variant 2. Varras OA liigub vertikaaltasapinnas, pööreldes ümber horisontaalse telje mis läbib punkti O. Leida liigendi O reaktsioonkomponendid sel hetkel, mil pöördenurk on parajasti võrdne väärtusega 1. y O mOA = m = 25 kg OA=l=50 cm z A
ülekandeseadmest ja juhtimisaparatuurist. Eristatakse mehaanilist, elektrilist, hüdraulilist, pneumaatilist ajamit, vedruajamit, sisepõlemismootorit jt. Mehhanismi kinemaatikaskeem koostatakse mehhanismi liikumise uurimiseks. Skeem tehakse mõõtkavas, millest peetakse rangelt kinni. Skeemil näidatakse kinemaatilised paarid tingmärkidega. MASINA STRUKTUURIOSA TINGLIK TÄHISTUS KINEMAATIKASKEEMIS – võll, telg, varras – kinnislüli – detaili ja võlli mitteliikuv ühendus KINEMAATILISED PAARID – pöörlemispaar – translatsioonipaar – kruvipaar – silinderpaar LAAGRID – radiaalne liugelaager – kahepoolne radiaal-tugi liugelaager
annaabi.ee 
