Kodutöö Nr. 2 Keevisliide Ristlõike dimensioneerimine Maksimaalne paindemoment Nm. Materjal: teras S355J2H (EN 10025) Mehaanilised omadused voolavuspiir ReH (y) = 355 MPa; tugevuspiir Rm (u) = 510 - 680 MPa; elastsusmoodul E = 2,1.105 MPa; nihkeelastsusmoodul G = 8,1.104 MPa. Lubatud paindepinge MPa Minimaalne telgvastupanumoment Sobiv ristlõige: toru 50x30x2, Wx = 3,81 cm3, mass m = 2,3 kg/m. Mõõtmed ja ristlõigete parameetrid kõrgus h = 50 mm; laius b = 30 mm; seinapaksus t = 2 mm; mass m = 2,31 kg/m; ristlõikepindala A = 2,94 cm2; välispindala Au = 0,15 m2/m; inertsimoment Ix = 9,54 cm4; inertsimoment Iy =4,29 cm4; vastupanumoment Wx = 3,81 cm3; vastupanumoment Wy = 2,86 cm3; polaarvastupanumoment Wv = 4,84 cm3. Konsoolis tekkiv tegelik pinge Tugevuse varutegur
10.2006 a. Esitamise tähtpäev: 21.12.2006 a. Töö väljaandja: I. Penkov Tähistus F jõud, N; FE poldi eelpingutusjõud, N; R reaktsioonijõud, N; q lauskoormuse joonintensiivsus, N/m; M paindemoment, Nm; m mass, kg; l pikkus, mm; h ristlõike pikkus, mm; b ristlõike laius, mm; d1 poldi siseläbimõõt, mm; A ristlõike pindala, cm2; Si ristlõike staatiline moment, cm3; W telgvastupanumoment, cm3; I ristlõike inertsimoment, cm4; g raskuskiirendus, m/s2; - materjali tihedus, kg/m3; - normaalpinge, MPa; - tangentsiaalpinge, MPa; S varutegur; n poltide arv; Sisukord 1. Projekteerimise objekt ja lähted ..................................................................... 3 2. Vaheplaadi arvutus ...................................................................................... 3 3. Konstruktiivsete elementide valik ...................................................
2 2 kNm kus posti ligikaudne laius on valitud b1 = 0,5 m. Posti ristlõiget arvutame paindetugevusest suurendades tugevuse varutegurit S. M R 355 M = [ ] = eH = 178 W S 2 MPa Posti materjaliks on valitud teras S355J2H (EN10219) [4]. Keemiline koostis: C 0,2%; Mn 1,6%; P 0,035%; S 0,035%. Mehaanilised omadused: voolavuspiir ReH (y) = 355 MPa; tugevuspiir Rm (u) = 490 630 MPa; elastsusmoodul E = 2,1.105 MPa; nihkeelastsusmoodul G = 8,1.104 MPa. Siis ristlõike minimaalne telgvastupanumoment 3 M 94 10 3 W = 0,528 10 -3 [ ] 178 10 6 m3 = 528 cm3. Valime ümartoru 323,9 mm seinapaksusega T = 8 mm [4]. Mõõtmed ja ristlõige parameetrid Ümartoru 323,9 mm. seinapaksus T = 8 mm;
rummu kaudu. Võll toetub iseseaduvatele laagritele. Laagrisõlmed on poltidega ühendatud raamiga. Raam on terastorudest (materjal S355J2H) ja UNP profiilidest (materjal S235JRG2) keevitatud konstruktsioon. Materjalide mehaanilised omadused [1]: teras S235 voolavuspiir ReH (Y) = 235 MPa; tõmbetugevus Rm (U) = 370 470 MPa; teras S355 voolavuspiir ReH (Y) = 355 MPa; tõmbetugevus Rm (U) = 490 610 MPa; teras C45E tinglik voolavuspiir Rp0,2 (Y) = 370 MPa; tõmbetugevus Rm (U) = 630 MPa; väsimuspiir -1 = 275 MPa, -1 = 165 MPa; terase elastsusmoodul E = 2,1.105 MPa; terase nihkeelastsusmoodul G = 8,1.104 MPa. 2. Ajami kinemaatiline skeem 3. Trossi valik ja trumli läbimõõdu arvutus Maksimaalne trossi sisejõud peab rahuldama tugevustingimust Maksimaalne pingutusjõud Fmax=mg=600*9,81=5886 N kus g 9,81 m/s raskuskiirendus; m tõstetav mass. Nõutav varutegur [S] = 5,5 [2]
Võlli materjal teras C45E EN 10083. Pöördemoment võllilt trumlile kantakse liistudega mõlema rummu kaudu. Võll toetub iseseaduvatele laagritele. Laagrisõlmed on kruvidega ühendatud raamiga. Raam on terastorudest (materjal S355J2H) ja/või UNP profiilidest (materjal S235JRG2) keevitatud konstruktsioon. Projekteerimisel tuleb tagada konstruktsiooni võimalikult väikesed massi ja gabariit- mõõtmed. Materjalide mehaanilised omadused: teras S235 voolavuspiir Reh (Y) = 235 MPa tõmbetugevus Rm (U) = 370 470 MPa teras S355 voolavuspiir Reh (Y) = 355 MPa tõmbetugevus Rm (U) = 490 610 MPa teras C45E tinglik voolavuspiir Rp0,2 (Y) = 370 MPa tõmbetugevus Rm (U) = 630 MPa väsimuspiir - -1 = 275 MPa, -1 = 165 MPa terase elastsusmoodul E = 2,1*105 MPa terase nihkeelastsusmoodul G = 8,1*104 MPa 2. Ajami kinemaatiline skeem Joonis 1: Kinemaatiline skeem.
0,32 4 - 0,314 0,6 MPa 0 0,2 0,2 D 0,32 Ekvivalentpinge ekv = ( S + M ) 2 + 3 2 = (68 + 1,4) 2 + 3 0,6 2 69MPa < [ ] = 120MPa M R 235 = [ ] = eH = = 94MPa W S 2,5 (D 4 - d 4 Kus telgvastupanumoment W = 32 D D- trumli välisläbimõõt d- trumli siseläbimõõt 32 D M 32 0,2 530 Seega trumli siseläbimõõt on d 4 D 4 - = 4 0,2 4 - 0,1196m [ ] 3,14 94 10 6 Valime trumli seinapaksuseks = 5 mm, siis d=190mm. Vaheketta laiuseks võtame b= = 5 mm.
konstruktsioon. teras S235 voolepiir – ReH (Y) = 235 MPa; tõmbetugevus – Rm (U) = 370 – 470 MPa; teras S355 voolepiir – ReH (Y) = 355 MPa; tõmbetugevus – Rm (U) = 490 – 610 MPa; teras C45E tinglik voolepiir – Rp0,2 (Y) = 370 MPa; tõmbetugevus – Rm (U) = 630 MPa; väsimuspiir – -1 = 275 MPa, -1 = 165 MPa; terase elastsusmoodul – E = 2,1* 105 MPa; terase nihkeelastsusmoodul – G = 8,1* 104 MPa. 1.4. Eritingimustele vastavus - töökindel - keskkonnasõbralik: määrdeained ei tohi sattuda ümbritsevasse keskkonda - ohutushoid: trossile teostatakse kord aastas tugevuskontroll - kliimakindlus: töötemperatuur -10C … +40C - esteetika ja ergonoomika: tootel kaubanduslik välimus 2. Ajami kinemaatiline skeem 3
Pöördemoment võllilt trumlile kantakse liistudega mõlema rummu kaudu. Võll toetub iseseaduva laagritele. Laagrisõlmed on kruvidega ühendatud raamiga. Raam on terastorudest (materjal S355J2H) ja/või UNP profiilidest (materjal S235JRG2) keevitatud konstruktsioon. Projekteerimisel tuleb tagada konstruktsiooni võimalikult väiksema massi ja gabariitmõõtmeid. Materjalide mehaanilised omadused [1]: teras S235 voolavuspiir ReH (Y) = 235 MPa; tõmbetugevus Rm (U) = 370 470 MPa; teras S355 voolavuspiir ReH (Y) = 355 MPa; tõmbetugevus Rm (U) = 490 610 MPa; teras C45E tinglik voolavuspiir Rp0,2 (Y) = 370 MPa; tõmbetugevus Rm (U) = 630 MPa; väsimuspiir -1 = 275 MPa, -1 = 165 MPa; . 5 terase elastsusmoodul E = 2,1 10 MPa; . 4
Külmtöötlus Vähese süsinikusisaldusega terase tõmbekoormamisel üle voolavuspiiri säilivad pärast koormuse eemaldamist jäävdeformatsioonid. Kui sama katsekeha koormata uuesti, on pinge ja deformatsiooni seos lineaarne ca kuni eelmise koormamise lõppkoormuseni. Seega on terase voolavuspiir kasvanud. Korduvalt selliselt toimides on katsekeha saanud uued tugevusnäitajad, kusjuures o voolavuspiirkond on kadunud; voolavuspiir asendatakse nn. 0,2% piiriga; o proportsionaalsuspiir ja elastsuspiir on tõusnud; o kõvadus on suurenenud ja sitkus vähenenud; o kalduvus vananeda on suurenenud; o terase kuumenemisel (näit. tulekahjul) külmtöötlemisega saadud omadused kaovad - seega külmtöödeldud terast ei tohi (välja arvatud erandjuhtudel) keevitada. Külmtöötlus on näiteks o traadi ja varraste tootmine külmtõmbamise teel; o lehtterase ja pleki külmvaltsimine teel. Termiline töötlemine
materjali ja/või suureneb keha jääkdeformatsioon. Kulumine on kahjulik nähtus, mida püütakse vähendada kulumiskindlate materjalide või sobivate määrdeainete kasutamisega või muul viisil. Materjalide mehaanilised omadused Materjali vastupanu deformeerimisele ja purunemisele iseloomustavad materjalide mehaanilised omadused. Tugevus on materjali võime purunemata taluda koormust, ebaühtlast temperatuuri vm. Materjalide tugevusnäitajaks on tugevuspiir (Rm). Metallidel veel voolavuspiir (ReH) või tinglik voolavuspiir (Rp) ja väsimuspiir (-1). Kõvadus on materjali võime vastu panna kohalikule plastsele deformatsioonile. Tuntumad kõvadusteimid (Brinelli, Rockwelli ja Vickersi meetod) põhinevad kõvast materjalist otsaku (identori) surumisel uuritava materjali pinda. Plastsus on materjali võime purunemata muuta talle rakendatud väliskoormuse mõjul oma kuju ja mõõtmeid ning säilitada jäävat (plastset) deformatsiooni pärast väliskoormuse lakkamist.
Georg Kodi TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL ehitiste projekteerimise instituut 3. TERASE OMADUSED TUGEVUSKLASSID N/mm2 Nimipaksus t < 40 mm Terase tugevusklass Voolavuspiir Tõmbetugevus Nihketugevus EC3 Vanem tähis fy fu fv S235 Fe360 235 360 135 S275 Fe430 275 430 158 S355 Fe510 355 510 205
intensiivsusega, mida mõõdetakse pinge kaudu: F = 0; M = 0 24. Deformatsioonide liigid (nende skeemid). Deformatsioonid liigitatakse elastseks ja plastseks. Deformatsioon-detaili kuju ja mõõtude muutus (koormuse mõjudes). Pikideformatsioon: Põikdeformatsioon: tõmme-; surve- Väändedeformatsioon: Paindedeformatsioon: Läbimõõdu suurenemine on pos 25. Konstruktsiooni tugevuse varutegur. Selle suurus ja valikuprintsiibid. Varutegur on oluline tehniline ja majanduslik tunnusarv, mis peab konstruktsioonile andma nii töökindluse kui ka ökonoomsuse. Varuteguri valikul arvestatakse tarindi vastavust, materjali kvaliteeti, koormuste määramise täpsust, arvutusskeemi täpsust ja teisi tegureid. Tavaliselt S=1,25-2,5. Konstruktsiooni tugevust võib pidada küllaldaseks , kui suvalises lõikes pinge ei R eH
f ct 0,30 3 f c2 . Katseliselt määratakse tõmbetugevus a) tsentrilise tõmbekatsega (fct.ax = fct), b) lõhestuskatsega (fct.ax 0,9fct.sp), c) paindekatsega (fct.ax 0,5fct.fl), Joonis 1.1 kus fct.fl = Mu / W, kus Mu - katsekeha purustav paindemoment, W - ristlõike elastne vastupanumoment. 1.3.2 Tugevuse muutus ajas ja tugevust mõjutavad tegurid Betooni tugevuse fc all mõistetakse tavaliselt normaaltingimustes kivistunud betooni tugevust 28 päeva vanuses. t päeva vanuse (t > 3) betooni tugevust võib ligikaudu hinnata valemiga 28 s 1 t f cm ( t ) f cm e , kus fc,m(t), fcm - betooni tugevus t päeva ja 28 päeva vanuses ja
5 9.5 9.5 9.5 9.5 fv,90,k 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 fr,0,k 2.77 3.20 2.68 2.78 2.62 2.67 2.59 2.62 2.57 2.59 2.57 2.56 2.55 2.54 fr,90,k - 1.78 2.35 2.22 2.39 2.34 2.41 2.39 2.43 2.41 2.43 2.44 2.46 2.46 Jäikusomadused N/mm2 Elastsusmoodul Em,0,mean 16471 12737 11395 10719 10316 10048 9858 9717 9607 9519 9389 9296 9259 9198 Em,90,mean 1029 4763 6105 6781 7184 7452 7642 7783 7893 7981 8111 8204 8241 8302 Ec/t,0,mean 10694 9844 9511 9333 9223 9148 9093 9052 9019 8993 8953 8925 8914 8895 Ec/t,90,mean 6806 7656 7989 8167 8277 8352 8407 8448 8481 8507 8547 8575 8586 8605
plaadid kannatavad päris suuri paindetugevusi. Survetugevus (Qu, UCS)- Kuivade kaljude UCS on standart kivimite tugevuse defineerimisel. Üldjoontes on survetugesvus seotud poorsusega ja seetõttu ka kivi kuiva tihedusega. Enamus süvakivimitel on poorsus alla 1 protsendi ja UCS suurem kui 200 Mpa ja settekivimitel tihedus alla 2-3 t/m3 ja survetugevus väiksem kui 70Mpa. Survetugevus kasvab ajapikku enamikes settekivimites tänu kivistumisele ja vähendunud poorsusele. Elastsusmoodul (E)- Rõhu kasv pinge kasvu kohta, tänu millele seotud tugevusega. Tuntud kui Youngi moodulina . Plastiline moondumine algab kui väline jõud on suurem kui survetugevus. Mooduli suhtarv on E/UCS. Enamikel kividel umbes 300, üle 500 mõningateltugevatel, jäikadel lubjakividel, alla 100 deformeeritavatel kivimitel, savidel. Tabelites on küll enamike kalju kivimite tugevus näitajad olemas kuid neisse tuleb suhtuda skeptiliselt.
pinnete või sobivate määrdeainete kasutamisega materjali tugevus- ja plastsusnäitajad. või muul viisil. Materjalide mehaanilised omadused Materjali vastupanu deformeerimisele ja purune- misele iseloomustavad materjalide mehaanilised omadused: tugevus, kõvadus, plastsus ja sitkus. Tugevus on materjali võime purunemata taluda koormust, ebaühtlast temperatuuri vm. Metal- lide tugevusnäitajateks on voolavuspiir, tugevuspiir jt. Eristatakse konstruktsioonitugevust, staatilist, dünaamilist ja kestustugevust. Kõvadus on materjali võime vastu panna kohalikule plastsele deformatsioonile. Tuntumad kõvadusteimid (Brinelli, Rockwelli ja Vickersi meetod) põhinevad kõvast materjalist otsaku (inden- tori) surumisel uuritava materjali pinda. Plastsus on materjali võime purunemata muuta talle rakendatud väliskoormuse mõjul oma kuju ja mõõtmeid ning säilitada jäävat (plastset)
Normaaljõu (N) ja põikjõu (Q) ühikuks on jõuühik (N, kN), momendi (M) ühikuks on jõu ja pikkuse korrutis (N*m, kN*m, kN*mm). Punktkoormus 1 kN = 10³ N Lauskoormus joonel 1 kN/m = 1 N/mm 4 Lauskoormus pinnal 1 kN/m² = 1000 N/m² = 10³ Pa = 10-3 MPa Mehaaniline pinge 1 MPa = 106 Pa = 1 N/mm² Jõu moment 1 kNm = 1000 Nm = 106 Nmm 1.5. Telginertsmoment, vastupanumoment ja inertsraadius, nende kasutusalad tugevus- ja paigutisarvutustes. Pinnamomendid on tasapinnalise kujundi geomeetrilised karakteristikud, mida kasutatakse varda ristlõike kirjeldamiseks varda tugevus- ja jäikusarvutustes. Telginertsimoment: Kujundi telginertsimomendid telgede x ja y suhtes Ix ja Iy on Ix= y2 dA Iy= x2 dA Telginertsimoment on alati positiivne suurus (y2>0) ja ta ühikuks on ppikkusühik neljandas astmes (m4, cm4, mm4).
V.Jaaniso Pinnasemehaanika 1. SISSEJUHATUS Kõik ehitised on ühel või teisel viisil seotud pinnasega. Need kas toetuvad pinnasele vundamendi kaudu, toetavad pinnast (tugiseinad), on rajatud pinnasesse (süvendid, tunnelid) või ehitatud pinnasest (tammid, paisud) (joonis 1.1). a) b) c) d) J o o n is 1 .1 P in n a s e g a s e o tu d e h i tis e d v õ i n e n d e o s a d .a ) p i n n a s e le t o e t u v a d ( m a d a l - j a v a iv u n d a m e n t) b ) p i n n a s t t o e t a v a d ( t u g is e in a d ) c ) p in n a s e s s e r a j a tu d ( tu n n e li d , s ü v e n d i d d ) p in n a s e s t r a j a tu d ( ta m m i d , p a is u d ) Ehitiste koormuste ja muude mõjurite tõttu pinnase pingeseisund muutub, pinnas deformeerub ja võib puruneda nagu kõik teisedki materjalid. See põhjustab
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
