MES0240 KT1 (0)

                                        Hindamistabel  (täidab õppejõud)  Lahendi õigsus  Sisu selgitused  Illustratsioonid  Tähiste seletused  Korrektsus  Kokku                Kodutöö nr 1 õppeaines TUGEVUSÕPETUS (MES0240)  Variant  Töö nimetus  A  B  Varrastarindi tugevus analüüs pikkele  6  0  Üliõpilane  Üliõpilaskood  Esitamise  kuupäev  Õppejõud           
Tarind, mis koosneb kahest komponendist, t erastrossist 7x7 ja männipuit-ümarvardast, on koormatud vertikaalse koormusega  F , mis mõjub komponente ühendavale liigendile.  Arvutada puitvarda  optimaalne läbimõõt d jakoormuse F suurim lubatav väärtus lähtudes komponentide omavahelisest asendist  ja komponentide tugevusomadustest (valmistamise tolerantse, pingekontsentratsiooni ja puitvarda võimalikku nõtket arvestamata).  
Trossi nimiläbimõõt on 8 mm, elastsusmoodul E = 117 GPa  ja piirjõud FLim = 40,8 kN, männipuidu (niiskusesisaldus 15 %) tugevus 
pikikiudu tõmbel ja survel on vastavalt   u,Tõmme = 80 MPa ja   u,Surve = 40 MPa. Tugevus varuteguri nõutav väärtus  [S] = 6.   Vajalikud etapid (võib kasutada ka mõnd teist lahendusprotseduuri):  1.  Joonestada valitud mõõtkavas varrastarindi skeem (vastavalt  väärtustele A ja B);  2.  Avaldada  trossi ja puitvarda sisejõud funktsioonidena koormusest F;  3.  Koostada komponentide tugevustingimused ja arvutada puitvarda  optimaalne läbimõõt d täissentimeetrites  (lähtudes nõudest, et mõlema komponendi varutegurid oleksid ligikaudu võrdsed);  4.  Arvutada tarindile koormuse F  suurim lubatav väärtus täiskilonjuutonites;  5.  Arvutada komponentide varutegurite väärtused ja kontrollida komponetide tugevust;  6.  Arvutada  trossi ristlõike nimipindala ning trossi pikkuse muutus;  7.  Formuleerida ülesande vastus.    Puitvarda pöördenurk vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A      Varrastarindi mõõtmed vastavalt üliõpilaskoodi eelviimasele numbrile B  B  1  2  3  4  5  6  7  8  9  0  H, m  3  3,5  2,9  3,2  4  5  6  3,8  4,4  4,8  L, m  1  1,6  1,4  1,2  1,8  2  1,4  1,2  1,6  1,8      L H F Terastross Ø10 Puitvarras L H F Terastross Ø10 Puitvarras L H F Terastross Ø10 Puitvarras L H F Terastross Ø10 Puitvarras L H F Terastross Ø10 Puitvarras 1 2 3 4 5 L H F Terastross Ø10 Puitvarras L H F Terastross Ø10 Puitvarras L H F Terastross Ø10 Puitvarras L H F Terastross Ø10 Puitvarras 6 7 8 9 0 L H F Terastross Ø10 Puitvarras


2    Sisukord  1   Ülessande püstitus .................................................................................................................................................................................... 3  2   Trossi ja puitvarda sisejõud funktsioonidena koormusest F.............................................................................................................. 4  3   Ko mponentide tugevustingimused ja puitvarda optimaalne läbimõõt d  ......................................................................................... 5  3.1   Terastrossi tugevustingimus ja terastrossi koormuse F suurim lubatud väärtus.  .......................................... 5  3.2   Puitvarda tugevustingimus  ..................................................................................................................... 5  3.3   Puitvarda optimaalne läbimõõt d............................................................................................................. 5  4   Tugevuskontroll  ........................................................................................................................................................................................ 5   5   Trossi ristlõike nimip indala ja trossi pikkuse muutus ........................................................................................................................ 5  5.1   Trossi nimipindala  ................................................................................................................................. 5  5.2   Trossi pikkuse muutus  ........................................................................................................................... 6  6   Vastus .......................................................................................................................................................................................................... 6        


3    1  Ülessande püstitus  
  
Vastavalt matrikli kahele v iimasele nu mbrile peab valima  sobiva ülesande variandi, antud   töös on A = 6 ning B = 0. Kõ igepealt tuleb joonestada valitud mõõtkavas vastavalt väärtustele A ja B    varrastarindi skeem. Teiseks tuleb avaldada trossi ja puitvarda sisejõud koormusest F . Järg misena on vaja   koostada komponentide tugevustingimused ning leida puitvarda optimaalne läbimõõt d täissentimeetrites.   Neljandana tuleb arvutada tarindile suurim lubatav koormus F täiskilon juutonites. Viiendaks on vaja    arvutada komponentide varutegurite väärtused ning kontrollida nende ko mponentide tugevust. Viimasena   tuleb arvutada trossi ristlõike pindala ja trossi pikkuse muutus ning formuleerida kogu ülesande vastus.   Ülessande algandmed:    dt   = 8 mm       -trossi nimiläbimõõt    E    = 117 GPa       -elastsusmoodul   Flim    = 40,8 kN      -trossi piirjõud     = 80 MPa      -puitvarda tugevus pikikiudu tõmbe l        = 40 MPa     -puitvarda tugevus pikikiudu survel   [S] = 6         -tugevusvaruteguri nõutav väärtus   H = 4800 mm       -varrastarandi mõõde    L = 1800 mm      -varrastarandi mõõde           


4    2  Trossi ja puitvarda sisejõud funktsioonidena koormusest F  
     
         


5    3  Komponentide tugevustingimused ja puitvarda optimaalne läbimõõt d  
  3.1  Terastrossi tugevustingimus ja terastrossi koormuse F suurim lubatud väärtus. 
  Trossile mõjuv jõud peab olema väiksem või võrdne trossi piirjõu ja varuteguri jagatisega.    Terastrossile mõjuva jõu F suurim lubatud väärtus kilonjuutonites:                                                   3.2  Puitvarda tugevustingimus 
          3.3  Puitvarda optimaalne läbimõõt d 
   Kuna antud ülesande püstituses pole optimaalne läbimõõt e rit i täpne vaid täissentimeetrites le ian optimaalse läbimõõdu katse-
eksitus meetodi järgi.    Parima tulemuse sain kui läbimõõt oli 5cm.  4  Tugevuskontroll 
  Arvutan varutegurid, kui F = 11kN  Puitvarda tugevusvarutegur:                                  
                                            Sv = 8,7 ≥ 6    Trossi tugevusvarutegur:                                 St= 6≥ 6    5  Trossi ristlõike nimipindala ja trossi pikkuse muutus 
5.1  Trossi nimipindala 
 


6      Le ian trossi nimip indala:                                                         5.2  Trossi pikkuse muutus 
                        - trossi pikkuse muutus, mm  T – trossi pikkus , m  E – materjali e lastsusmoodul  At = traadi ristlõike pindala, mm 2                                                             Trossi pikkuse muutus on 6.7mm            6  Vastus 
 
Puitvarda optimaalne läbimõõt on 5cm. Tarandi koormuse suurim lubatud väärtus on 11 kN. Ko mponentide varutegurid on  nõuetekohased. Terastrossi nimip indala on 50,24 mm2 n ing terastrossi pikkuse muutus on 6.7mm. Arvutustest võib järeldada,  et stend vastab nõuetele.