83 Tugevusanalüüsi alused 6. DETAILIDE TUGEVUS PAINDEL 6. DETAILIDE TUGEVUS PAINDEL 6.1. Varda arvutusskeem paindel Paindeülesannetes käsitletakse koormustena varrast otseselt või teiste detailide kaudu painutavaid pöördemomente, põikkoormusi või muude koormuste põikkomponente (Joon. 6.1). Varda paindumine = varda telje kõverdumine koormuse toimel Arvutusskeemi koostamine paindel Arvutusskeem
83 Tugevusanalüüsi alused 6. DETAILIDE TUGEVUS PAINDEL 6. DETAILIDE TUGEVUS PAINDEL 6.1. Varda arvutusskeem paindel Paindeülesannetes käsitletakse koormustena varrast otseselt või teiste detailide kaudu painutavaid pöördemomente, põikkoormusi või muude koormuste põikkomponente (Joon. 6.1). Varda paindumine = varda telje kõverdumine koormuse toimel Arvutusskeemi koostamine paindel Arvutusskeem
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL MEHHATROONIKAINSTITUUT Sisejõudude epüürid tala paindel Tallinn 2007 F p l = 2,8m p = 24 kN/m m b l F = 26,88 kN M = 18,82 kN b = 0,84 m Toereaktsioonide RA ja RB määramiseks asendame lauskoormuse koondatud jõuga P=pl= 67,2 kN , mis on rakendatud lauskoormusega koormatud talaosa keskele ja koostame tasakaaluvõrrandid
5.20. Kuidas hinnata, kumba kesk-peatelje suhtes peab inertsimoment olema suurem? Suurim on inertsimoment selle keskpeatelje suhtes, millest pinnaelemendid paiknevad suhteliselt kaugemal. 5.21. Milline on kujundi kesk-peateljestike vähim võimalik arv? 2 5.22. Mitu kesk-peateljestikku on ringil? *kõik keskteljepaarid on ka peateljestikud, inertsimomendid kõigi 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
- suurim normaalpinge ristlõikes - ristlõike telg-tugevusmoment - ülesandes nõutav vartteguri väärtus - materjali voolepiir Ristlõike nõtav telg-tugevusmoment [W] = = = 26 kui paine on umber telje y 4.2 INP-ristlõike valik Valitakse sellise ristlõikega profiil mis vastab allolevale = 26 Tabelist on näha et sobib profiil INP100, mille = 34,2 26 4.3 Tala tugevuskontroll ohtlikus ristlõikes E Suurim paindepinge = = 453 MPa Tugevuse kontroll paindel = = = 0,52 0,5 4 Ei ole piisavalt tugev valin profiiliks INP220 Suurim paindepinge = = 56 MPa Tugevuse kontroll paindel = = = 4,2 Ristlõike E tugevus paindel on tagatud Alljärgnevalt normaalpinge epüür 4.4 Tala tugevuskontroll vahemikus CD Suurim lõikepinge vahemikus CD s seinapksus - poolristlõike staatiline moment y telje suhtes Q ristlõike põikjõud I ristlõike inertsimoment Poolristlõike staatiline moment y telje suhtes = 163 cm3 I=
- ristlõike telg-tugevusmoment - ülesandes nõutav vartteguri väärtus - materjali voolepiir Ristlõike nõtav telg-tugevusmoment [W] = = = 7,2 kui paine on umber telje y 3.2 INP-ristlõike valik Valitakse sellise ristlõikega profiil mis vastab allolevale = 7,2 Tabelist on näha et sobib profiil INP120, mille = 7,41 7,2 3.3 Tala tugevuskontroll ohtlikus ristlõikes B Suurim paindepinge = = 77 MPa Tugevuse kontroll paindel = = = 3,05 3 4 Ei ole piisavalt tugev valin profiiliks INP140 Suurim paindepinge = = 77 MPa Tugevuse kontroll paindel = = = 4,58 4,5 Ristlõike B tugevus paindel on tagatud Alljärgnevalt normaalpinge epüür 3.4 Tala tugevuskontroll vahemikus CG Suurim lõikepinge vahemikus CG s seinapksus - poolristlõike staatiline moment y telje suhtes Q ristlõike põikjõud I ristlõike inertsimoment Poolristlõike staatiline moment y telje suhtes
Kontrollitakse läbimõõdu d = 40 sobivust 2 Varda jämedama otsa läbimõõt D, raadius R, ja varda ohtliku koha eskiis Varda jämedama osa D leidmiseks on antud funktsioon D = 1,40d Varda üleminekuraadiuse leidmiseks on antud funktsioon R = 0,2(D d) Joonis Ohtliku koha eskiis Korpuse ja varda ühenduskoht on ohtlikem koht ehk varda jämenemise koht (Joonis 2). 3 Pingekontsentratsioon paindel Alltoodud jooniselt 3 saab välja lugeda K väärtused (vertikaalteljel), milleks on · Kui ,siis K = 1,8 · Kui ,siis K = 1,95 Joonis Pingekontsentratsioonitegur paindel Lineaarse interpoleerimise skeem joonisel 4. Joonis Interpoleerimise skeem Pingekontsentratsioonitegur staatikas K - Silindrilisele astmele STAATILISEL paindel Pingekontsentratsioonitegur tsüklilisel koormusel Pingekontsentratsioonitegur TSÜKLILSEL koormusel:
osakujundite inertsimomentide summa, sama telje suhtes. 2.10. Mis on kujundi peainertsimomendid? Kujundi telginertsimomendid peatelgede suhtes. 2.11. Milline on kujundi kesk-peateljestike vähim võimalik arv? 2( x ja y) 2.12. Mitu kesk-peateljestikku on ringil? Kõik keskteljepaarid on ka peateljestikud, seega nii mitu paari on e lõpmata palju. ( inertsimomendid kõigi peatelgede suhtes on võrdsed) 3. VARDA TUGEVUS PAINDEL 3.1. Milles seisneb varda paindumine? Varda telje kõverdumises koormuse toimel. Koormamisega. 3.2. Missugused koormused painutavad detaili? Põikkoormus tekitab detailis pöördemomendi ja see paindub. 3.3. Sõnastage mõni paindemomendi märgireegel! Paindemoment on positiivne, kui arvutusskeemil alumised kiud on tõmmatud ja vastupidi. 3.4. Sõnastage põikjõu märgi tööreegel!
- ristlõike telg-tugevusmoment - ülesandes nõutav vartteguri väärtus - 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 3.4 Tala tugevuskontroll vahemikus CG Suurim lõikepinge vahemikus CG s seinapksus - poolristlõike staatiline moment y telje suhtes Q ristlõike põikjõud I ristlõike inertsimoment Poolristlõike staatiline moment y telje suhtes = 108,22 cm3 I= = = 0,7 MPa Terase voolepiir nihkel = 0,56 * 235 = 131,6 MPa Tugevuse kontroll lõikel = = = 188 [S] = 4
s = 8,7 t = 13,1 b = 106 S= 8,7 h= y 240 O1 t = 13,1 z 4.1.1 Suurim paindepinge : M 18 103 max = = =50,8 MPa 51 MPa W 354 10-6 4.1.2 Tugevusekontroll paindel : y 235 S = = 4,6 [ S ] =4 max 51 Ristlõike B tugevus paindel on tagatud. 4.2 Suurim lõikepinge punktis O1 : Q SO 1 max = I s 4.2.1 Poolristlõike staatiline moment telje y suhtes : S O 1= ( h2 -t ) s ( h4 - 2t )+ tb( h2 - 2t )=( 242 -1,31) 0,87 ( 244 - 1,312 )+1.31 10,6 ( 242 - 1,312 ) 207 cm 3 I = Ix = 4250 cm4 vastab selles ülesandes Iy Q SO1 10 103 207 10-6 2,07 2,07 6
Painde tugevustingimus - suurim normaalpinge ristlõikes - ristlõike telg-tugevusmoment - ülesandes nõutav vartteguri väärtus - materjali voolepiir Ristlõike nõtav telg-tugevusmoment [W] = = = 383 INP-ristlõike valik Valitakse sellise ristlõikega profiil mis vastab allolevale = 383 Tabelist on näha et sobib profiil INP260, mille = 383 Tala tugevuskontroll ohtlikus ristlõikes B Suurim paindepinge = = 59 MPa Tugevuse kontroll paindel = = = 3,98 4 4 Ristlõike E tugevus paindel on tagatud Alljärgnevalt normaalpinge epüür Suurim lõikepinge s seinapksus - poolristlõike staatiline moment y telje suhtes Q ristlõike põikjõud I ristlõike inertsimoment Poolristlõike staatiline moment y telje suhtes = 259 cm3 I= = = 4,8 MPa Terase voolepiir nihkel = 0,56 * 235 = 131,6 MPa Tugevuse kontroll lõikel = = = 27 [S] = 4 Ristlõikevahemiku CG tugevus on tagatud. 4. Vastus
0 0.10 0.20 0.30 D13 R/D1 Joonis 15.7 15.1.4.3. Normaalpinge kontsentratsioonitegurid paindel Paindepinge teoreetilisi kontsentratsioonitegureid mõningate detailide jaoks saab ligikaudselt määrata ka toodud graafikuid ja skeeme (Joon. 15.8) kasutades. Sisselõikega prismaatiline detail Pinge kontsentratsioonitegur K 3.0
- ristlõike telg-tugevusmoment - ülesandes nõutav vartteguri väärtus - 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
Materjalide tugevus ja jäikusparameetrid on määratud katseliselt (teimimisega): · tõmbeteimiga saadakse tõmbediagramm; · väändeteimiga saadakse väändediagramm; · kasutatakse ka muid teime (surveteim, paindeteim, väsimusteim, jne.). 1.11. Milles seisneb Hooke 'i seadus? Robert Hooke (16351703) uuris erinevate materjalide ja detailide elastseid omadusi nii tõmbel, paindel kui ka väändel. Selgus, et traadi pikenemine l on materjali elastse käitumise piirides · võrdeline selleks vajaliku tõmbejõuga F ning algpikkusega l; · pöördvõrdeline traadi ristlõike pindalaga A; Hooke'i seadus tõmbel: l=l/E x FL/A ehk = /E kus: l ? traadi algpikkus, [m]; l ? traadi absoluutne pikenemine, [m]; F ? tõmbekoormus, [N]; A ? traadi ristlõike pindala, [m2]; E ? materjali elastsusmoodul = võrdetegur, [Pa]; = ? traadi suhteline pikenemine; = F/A
Hindamistabel Lahendi Sisu Illustratsioonid Tähiste Korrektsus Kokku (täidab õigsus selgitused seletused õppejõud) Tala tugevuskontroll ohtlikus ristlõikes E Suurim paindepinge 𝑀 26,24∗103 𝛿𝑚𝑎𝑥 = = ≈ 479 MPa 𝑊 54,7∗10−6 Tugevuse kontroll paindel 𝛿𝑦 235 𝑆𝛿 = = = 0,49 ≈ 0,5 ≤ 4 𝛿𝑚𝑎𝑥 479 Ei ole piisavalt tugev – valin profiiliks INP280 Suurim paindepinge 𝑀 26,24∗103 𝛿𝑚𝑎𝑥 = = ≈ 48 MPa 𝑊 542∗10−6 Tugevuse kontroll paindel 𝛿𝑦 235 𝑆𝛿 = = = 4,9 ≥ 4 𝛿𝑚𝑎𝑥 48 Ristlõike E tugevus paindel on tagatud
Teraste sitkusnä Score: 7,92/8 8. Millises pingeolukorras on keraamika tugevus suurim? Student Respo 1. Väändel 2. Survel 3. Paindel 4. Tõmbel Score: 8/8 9. Tehnokeraamika valmistamise põhioperatsioonid on? Student Respo 1. Pulbri pressimi 2. lõiketöötlemine
3.2 INP-ristlõike valik Valitakse sellise ristlõikega profiil mis vastab allolevale Wx ≥[W ] = 297,9 cm 3 Tabelist on näha et sobib profiil INP240, mille Wx ≥[W ] = 354 cm 3 ≥ 297,9 cm 3 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
ja väikse laagerduse ja võlli jäikusega. Tabel 7. Dünaamikateguri Kv sõltuvusi hammasratta kvaliteedist ja joonkiirusest hambumises Kui Qv = 5 ja v= 10 m/s -> Kv =~1,8 [S] = 1....1,5 (D) S 0 S , kus 0 0 YN R g 290 · 1,8 · 1 = 522 MPa (tsüklite arv 105) ( D) 0( D ) 522 S 1,12 < [S] = 1....1,5 466 σ0 - materjali väsimuspiir ühepoolsel paindel tsüklite arvule 107 usaldatavusega 99 % YN - Tööeategur – võimaldab arvutust optimeerida, kui hammasratta nõutav tööiga erineb väärtusest 107 tsüklit (täispööret) ___________________________________________________________________ 7 Harjutustunnid: Assistent, td. Alina Sivitski, tuba AV-416; [email protected] MHE0042 MASINAELEMENDID lI TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT
Metalli painutamine. Painutamist kasutatakse toorikutele kõvera kuju andmisel antud kontuuri järgi. Painutamisel mõjuvad toorikule üheaegselt tõmbe- ja survejõud. Tooriku paindekoha välisküljel on metallikiud ab tõmmatud, mis tõttu tema pikkus suureneb. Paindekoha siseküljel olevad metallikiud a'b' on surutud kokku ja nende pikkus väheneb. Ainult neutraalkiht kk ei allu paindel ei tõmbele ega survele. Neutraalkihi ehk neutraaljoone pikkus pärast painutamist ei muutu. Kui paindepinged ei ületa materjali elastsuspiiri, on deformatsioon elastne ja peale pinge eemaldamist võtab toorik oma esialgse kuju. Painutatud tooriku saamiseks peavad paindepinged ületama materjali elastsuspiiri, siis on tooriku deformatsioon plastne. Painutamisel kaasneb plastse deformatsiooniga alati ka elastne deformatsioon, seepärast vetrub mingi nurga alla
Puitu võib jagada lähtudes niiskusest järgnevalt: - absoluutselt kuiv puit: = 0 % - toakuiv puit: = 8-13 % - õhukuiv puit: = 15-20 % - poolkuiv puit: = 20-25 % - toores puit, mida ehituskonstruktsioonides kasutada ei või > 25 % Niiskus on peamine puidu tugevust mõjutav parameeter. Seetõttu taandatakse puidu (tugevus) omadused 12 % juurde, et neid saaks adekvaatselt omavahel võrrelda. Vee hulga suurenedes kuni rakuseina küllastuspunktini väheneb puidu tugevus eriti paindel ja survel, vähem nihkel ja eriti vähe tõmbel ja löökkoormusel. Niiske puit on kuivast alati nõrgem, sest niiskus eraldab puurakke teineteisest ja nõrgestab nendevahelist sidet. Niiskussisalduse muutus mõjutab eelkõige mahu muutust. Näiteks 150 mm laia voodrilaua niiskussisalduse muutumisel 30%-lt 10%-ni kahaneb voodrilaua laius 9 mm. See on eriti oluline sulundiga laudadel, kuid ka muul materjalil.
Ohtliku koha eskiis: Korpuse ja varda ühenduskoht on ohtlikem koht ehk varda jämenemise koht. 3 Pingekontsentratsioonpaindel Kasutanõppejõupooltantudmaterjale: Alltoodud jooniselt 3 saab välja lugeda K väärtused (vertikaalteljel), milleks on · Kui ,siis K = 1,8 · Kui ,siis K = 1,95 Lineaarseinterpoleerimiseskeem: Pingekontsentratsioonitegurstaatikas K - Silindriliseleastmele STAATILISEL paindel Pingekontsentratsioonitegurtsükliliselkoormusel Pingekontsentratsioonitegur TSÜKLILSEL koormusel: q = kontsentratsioonitundlikkuse tegur Kontsentratsioonitudlikkuse tegur: r = pingekontsentraatori kõverusraadius a = Neuber'i konstant Kontsentratsioonitundlikkuse tegur: Pingekontsentratsioonitegur tsüklilisel koormusel: Pingekontsentratsioonitegur tsüklilisel koormusel on väärtuselt väiksem, kui pingekontsentratsioonitegur staatilisel koormusel.
Varuteguri väärtus: [S]=4 L= 260 mm D = 1,10d F = 2300 N Koostan Fmax paindemomendi epüüri M B=F∗L=2300∗0,26=598 Nm Ohtlik Lõige on M B=598 Nm Painde tugevustingimus: M σe σ max = ≤ , kus W on telg tugevusmoment W [S] M 598∗4 [ W ]= [ S ]= ≈ 8,1cm3 σe 295∗10 6 Tugevustingimus paindel tugevusmomendi kaudu W= π d3 32 ≥ [ W ] =¿ d= √3 32∗[ W ] π d≥ √ 3 π = √ 32∗[ W ] 3 32∗8,1 π =4,35 cm ≈ 45 mm Varda jämedama osa läbimõõt ja raadius R D=1,1 d=1,1∗45 ≈ 50 mm R=0,2 ( D−d )=0,2 ( 50−45 )=1 mm
Tabel 8. Dünaamikateguri Kv sõltuvusi hammasratta kvaliteedist ja joonkiirusest hambumises Kui Qv = 9 ja v = 20 m/s => Kv =~1,4 [S] = 1....1,5 0( D ) [ S ] , kus 0 = 0 YN R g = 290 · 1,85 · 1 = 536,5 MPa (tsüklite arv 105) ( D) S= 0( D ) 536,5 S= = = 1,664 > [S] = 1....1,5 322,4 0 - materjali väsimuspiir ühepoolsel paindel tsüklite arvule 10 7 usaldatavusega 99 % (vt. Tabel 9). YN - Tööeategur võimaldab arvutust optimeerida, kui hammasratta nõutav tööga erineb väärtusest 107 tsüklit (täispööret) (vt. Tabel 10). Rg - Usaldatavustegur võimaldab arvutust optimeerida, kui nõutav usaldatavus (töökindlus) erineb väärtusest 99 % (vt. Tabel 10). Tabel 9. Teraste 107 pingetsükli väsimuspiire 0 ühepoolsel paindel usaldatavusega 99 % (AGMA)
Wp kus W p on polaarne vastupanumoment ristlõike pinnakeskme suhtes. Kuna ringikujulise ristlõike korral max = M max = ( M y2 + M z2 ) max x W W kus W on vastupanumoment paindel ristlõike keskpeainertstelje suhtes. Kuna ringikujulise ristlõike korral W p = 2W , siis max = ( M y2 + M z2 + T 2 ) max = max M eq eq
Küsimus 7 Õige Hinne 8,00 / 8,00 Küsimuse tekst Millised on tehnokeraamika omadused võrreldes terastega? Vali üks või enam: 1. Teraste sitkusnäitajad on madalamad 2. Tehnokeraamika tihedus on enamasti väiksem + 3. Teraste tõmbetugevus on suurem + 4. Teraste kõvadus on oluliselt madalam + 5. Tehnokeraamika on paremini lõiketöödeldav Küsimus 8 Õige Hinne 8,00 / 8,00 Küsimuse tekst Millises pingeolukorras on keraamika tugevus suurim? Vali üks: 1. väändel 2. paindel 3. tõmbel 4. survel + Küsimus 9 Õige Hinne 8,00 / 8,00 Küsimuse tekst Tehnokeraamika valmistamise põhioperatsioonid on Vali üks: 1. pulbri pressimine ja paagutamine + 2. sepistamine 3. lõiketöötlemine 4. toormaterjali sulatamine ja valamine sulast olekust vormi Küsimus 10 Õige Hinne 7,00 / 7,00 Küsimuse tekst Tehnokeraamika kõvadus Vickersi HV skaalas jääb järgmisse vahemikku: Vali üks: a. 150900 b. 7001000 c. 10003000 + d. 50008000 Küsimus 11 Õige Hinne 7,00 / 7,00
Student Response 1. Tehnokeraamika tihedus on enamasti väiksem 2. Teraste kõvadus on oluliselt madalam 3. Tehnokeraamika on paremini lõiketöödeldav 4. Teraste tõmbetugevus on suurem 5. Teraste sitkusnäitajad on madalamad Score: 7,92/8 8. Millises pingeolukorras on keraamika tugevus suurim? Student Response 1. Survel 2. Väändel 3. Tõmbel 4. Paindel Score: 8/8 9. Tehnokeraamika valmistamise põhioperatsioonid on? Student Response 1. Sepistamine 2. Pulbri pressimine ja paagutamine 3. Toormaterjali sulatamine ja valamine sulast olekust vormi 4. lõiketöötlemine Score: 8/8 10. Tehnokeraamika kõvadus Vickersi HV skaalas jääb järgmisse vahemikku: Student Response 1. 150-900 2. 700-1000 3. 1000-3000
Algandmed, arvutuskeem Sobivaks INP profiiliks osutus INP No200. W y =214 cm3 ≥ [ W ] =188 cm3 Tugevus paindel on tagatud, varuteguriks tuli 4,5 (nõutud oli 4) Tala andmed: Elastsusmoodul: E= 210 GPa Ekvivalentne arvutusskeem Universaalvõrrandite parameetrid: FA (-) aFa= 0 m FB (+) aFb= 2,0 m F (-) aF= 3,1 m p1 (-) ap1= 0,5 m p2 (+) ap2= 1,5 m Universaalvõrrandid Pöördenurga võrrand: x−a F A ¿ ¿ x−a F B ¿ ¿ x−a p 1 ¿ ¿ x−a p 2 ¿ ¿ FA
Küsimus 7 Õige Hinne 8,00 / 8,00 Küsimuse tekst Millised on tehnokeraamika omadused võrreldes terastega? Vali üks või enam: 1. Tehnokeraamika tihedus on enamasti väiksem 2. Teraste kõvadus on oluliselt madalam 3. Teraste tõmbetugevus on suurem 4. Teraste sitkusnäitajad on madalamad 5. Tehnokeraamika on paremini lõiketöödeldav Küsimus 8 Õige Hinne 8,00 / 8,00 Küsimuse tekst Millises pingeolukorras on keraamika tugevus suurim? Vali üks: 1. tõmbel 2. väändel 3. paindel 4. survel Küsimus 9 Õige Hinne 8,00 / 8,00 Küsimuse tekst Tehnokeraamika valmistamise põhioperatsioonid on Vali üks: 1. lõiketöötlemine 2. toormaterjali sulatamine ja valamine sulast olekust vormi 3. pulbri pressimine ja paagutamine 4. sepistamine Küsimus 10 Õige Hinne 7,00 / 7,00 Küsimuse tekst Tehnokeraamika kõvadus Vickersi HV skaalas jääb järgmisse vahemikku: Vali üks: a. 150-900 b. 700-1000 c. 1000-3000 d. 5000-8000 Küsimus 11 Õige Hinne 7,00 / 7,00
40 35 30 25 20 Colu 15 10 5 0 Column E Painde- ja survetugevuse määramine Proovikeha Purustav jõud Proovikeha veesisaldus Paindel Survel Prk nr Jrk nr kivistamise Mass enne tingimus kuivatamist [g] [kgf] [N/mm³] keskmine [N/mm³] [kN] Keskmine 203.4 6.9 11 1 105 24.1 212.8 6.9 11 224
5 järgi: Tellisepartii paindetugevus arvutatakse kui aritmeetiline keskmine 5 proovikeha katsetuse tulemustest, täpsusega 0,1 N/mm² . Keskmise paindetugevuse arvutamisel ei võeta arvesse neid tulemusi, kus paindetugevuse kõrvalekaldumine on üle 50% keskmisest paindetugevusest. Tabel nr 2 - Paindetugevuse määramine Purustav jõud Prk keskkond Paindetugevus paindel Prk nr Kuiv/Immutatud vees (7p) kgf kgf/cm2 N/mm2 Manom. näit Pp Rp 1 76 1267 41,70811182 4,1 2 81 1350 44,51441166 4,4 Kuiv 3 67 1117 36,35235086 3,6
Joonis 4-1 Nõela vajumine kipsi sisse 45 40 35 30 25 20 15 [mm] 10 5 0 Tabel 5-4 Surve- ja paindetugevuse määramine Proovikeha Purustav jõud Proovikeha veesisaldus kivistamise Mass enne Paindel Survel tingimus kuivatamist Keskmine Keskmine [kgf] [N/mm³] [N/mm³] [kN] [g] [N/mm³] [N/mm³] 203,4 6,9 11 105 24,1 212,8 6,9 11
5.21. Milline on kujundi kesk-peateljestike vähim 4.18. Kuidas mõjutab needitud detailide võimalik arv? vaheline hõõrdejõud neetliite tugevust? 5.22. Mitu kesk-peateljestikku on ringil? 4.19. Miks on piiratud lõikava koormuse sihis 5.23. Mitu kesk-peateljestikku on ruudul? ühte ritta paigutatavate neetide lubatud arv? 6. VARDA TUGEVUS PAINDEL 4.20. Millistel juhtudel on neetliite kõikide 6.1. Milles seisneb varda paindumine? lõikepindade sisejõu väärtused võrdsed 6.2. Mis on varda (kesk)peatasand? (lõikepinnad on võrdselt koormatud)? 6.3. Millistel juhtudel on paindeülesanne 4.21
123 143 160 Tabel 2 Tihedus, painde- ja survetugevus erineva plastifitsaatori sisalduse, löökide arvu ja vesitsementteguri korral Vesi- Mass Purustav jõud Paindetugevus Survetugevus Lisandi tsement- Tihedus Kesk- kesk- hulk Õhus Vees Paindel Survel Üksik Üksik tegur mine mine Mano- [-] [%] [g] [g] [kg/m3] [kgf] meetri [kgf] N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 näit 106 3533 22,35
joondeformatsioon (Joon. 11.2): l (pikenemine on "+", lühenemine on "-"); l varda (-lõigu) algpikkus (neutraalkihi pikkus), [m]; l vaadeldava kihi pikkuse muut paindel, [m]; y vaadeldava kihi koordinaat (+/-), [m]; neutraalkihi (varda telje) kõverusraadius, [m]. Ühtlaselt painutatud varras Sirge ühtlane vardalõik Painutatud ühtlane vardalõik y Neutraalkiht Mz (-) Pikenenud kiht M y
3) Veerehõõrdejõud (alati väiksem kui liugehõõrdejõud, kui on tegu samade kehadega) FH = μmg μ - hõõrdetegur, ilma ühikuta sõltub kokkupuutuvate pindade karedusest ja materjalist, tuntud materjalide jaoks mõõdetud ja tabelitesse kantud V ELASTSUSJÕUD Elastsusjõud on jõud, mis tekib kehade deformeerimisel ning mis on alati suunatud vastupidiselt deformatsiooni esile kutsuvale jõule. Elastsusjõud tekib tõmbel, väändel, survel, paindel ja nihkel. a) Alustes tekkiv elastsusjõud, nim ka toereaktsiooniks b) Riputusvahendis tekkiv elastsusjõud, nim ka pingeks c) Vedrus tekkiv elastsusjõud Vedrus tekkiv FE on suunatud alati vedru tasakaaluasendi poole. Elastsusjõud kasvab järkjärgult deformatsiooni kestel. Deformatsiooni kasv lakkab, kui kehas tekkiv elastsusjõud ja deformeeriv jõud saavad võrdseks. Kui deformeeriv jõud ületab elastsusjõu, siis keha läheb katki. Hooke´i seadus:
Materjalide füüsikalised, keemilised ja tehnoloogilised omadused Füüsikalised ja keemilised omadused Metalli füüsikalised omadused. · Värvuseks nimetatakse metalli võimet peegeldada kindla lainepikkusega valguskiirgust. · Tiheduseks nimetatakse metalli ühe mahuühiku massi. Tiheduse järgi jaotatakse metallid kerg- (kuni 4500 kg/m³) ja raskmetallideks. Nii näiteks käsutatakse lennuki- ja raketiehituses kergmetalle ja sulameid (alumiiniumi-, magneesiumi-, titaanisulamid). · Sulamistemperatuuriks nimetatakse temperatuuri, mille juures metall sulab. Selle järgi jaotatakse metallid rasksulavaiks (volfram 3416°C, titaan 1725°C jt.) ja kergsulavaiks (tina 232°C, tsink 419,5°C). Sulamistemperatuuril on suur tähtsus metalli valamisel, keevitamisel ja jootmisel. · Soojusjuhtivuseks nimetatakse metalli võimet soojust üle anda kõrgema temperatuuriga piirkonnalt madalama temperatuuriga piirkonnale. Head soojusjuhid on hõbe, vaskja alumiin...
AJALUGU Keraamilised materjalid on vanimad, sideained (lubi antiikajast). Põhiline areng toimus 19. sajandil. 1824 Inglise teadlane avastas Portlandi tsemendi. 1828 Saksa teadlane sünteesis esimest korda orgaanilist ainet. Sai alguse plastmasside areng. (Wöler) 1867 Prantsuse aednik Monier' patenteeris esimese raudbetooni konstruktsiooni (suur lillepott, liitmaterjal). 1876 Avastati silikaattellis. Silikatsiidi areng, tootmine. (Johannes Hint) 1889 Pariisi maailmanäituseks tehtud Eiffeli torn, metallikonstruktsioonide areng. 20. sajand arendas edasi neid materjale. EHITUSMATERJALIDE OMADUSED FÜÜSIKALISED OMADUSED: 1) ERIMASSIKS nim. materjali mahuühiku massi tihedas olekus (poorideta). Kivimaterjalidel 2,2 3,3 g/cm3 Metallidel 7,2 7,8 g/cm3 Org. materjalidel 0,9 1,6 g/cm3 2) MAHUMASSIKS e. tiheduseks, nim. Materjali mahuühikus massi looduslikus olekus (poorid...
tugevdatud komposiitidel on märgata et survetugevus ja moodul on vähe madalamad kui tõmbe näitajad. Boori kiududega tugevdatud komposiidide ei puhul ei ole surve ja tõmbe näitajate vahel märgata mingisugust erinevust. Selline omaduste jaotumine enimlevinud kiudkomposiitide vahel annab tööstusele väga palju nö mänguruumi. Vastavalt tehnoloogiale ja vajaminevatele omadustele saab valida ja/või valmistada sobiva materjali. MATERJALI OMADUSED PAINDEL Painde omadused nagu painde tugevus ja moodul on paika pandud D790-81 testiga. Selles testis kasutatakse komposiitmaterjalist tala, mis on ristkülikukujulise ristlõikega. Tala paigutatakse tugedele ja ja hakatakse painutama. Seda võib läbi viia kahel erineval viisil: esiteks nn kolme punkti viis kus tala painutatakse pealt poolt ühe toega. Teiseks nn nelja punkti viis, kus tala painutatakse pealt poolt kahe toega. Antud testi juures on soovitav ja seda
6. Põikjõu ja jaotatud koormuse vaheline seos vardas (valem 1.27, A.Lahe),lisada muutujate tähendus, lk 44 Varda elementaarse osa tasakaalutingimustest saadakse varda sisejõudude ja koormuse vahel diferentsiaalseosed dQZ/dx= - q(x) Qz- põikjõud dx- jaotatud koormuse mõjuala pikkus. q- jaotatud koormus 7. Etteantud on valem. Selgitada lühidalt, mida selle abil arvutatakse ja muutujate tähendust selles valemis (Ma, Mx,Qa,Qx,F1,qz,H), lk 57 Ülekandemaatriks paindel Koostatakse tala tasakaalu diferentsiaalvõrrandid paindel (toereaktsioonide leidmine). Algparameetrite meetodi puhul arvutame tala sisejõude ülekandevõrranditega. Kirjutame need võrrandid maatrikskujule, kus toome eraldi välja tala alguses olevad reaktsioonid(jõud), Ma ja Mx- koondatud paindemoment punkti a suhtes/x telje suhtes. Qa ja Qx põikjõud punkti a suhtes/x telje suhtes või lõikes x. F1 ja F2 - koondatud jõud. qz - ühtlaselt jaotatud koormus.
Küsimuse tekst Milliseid materjale katsetatakse enamasti survele? Vali üks või enam: a. madalsüsinikteraseid b. Materjalid, millest valmistatud detailid töötavad konstruktsioonides surveolukorras c. betoon, keraamika, klaas d. survele katsetatakse materjale, millest valmistatud detailid on konstruktsioonides enamasti tõmbeolukorras Küsimus 8 Õige Hinne 4,0 / 4,0 Märgista küsimus Küsimuse tekst Millises pingeolukorras on keraamika tugevus suurim? Vali üks: a. Survel b. Paindel c. Tõmbel d. Väändel Küsimus 9 Õige Hinne 4,0 / 4,0 Märgista küsimus Küsimuse tekst Tehnokeraamika valmistamise põhioperatsioonid on Vali üks: a. Lõiketöötlemine b. Toormaterjali sulatamine ja valamine sulast olekust vormi c. Sepistamine d. Pulbri pressimine ja paagutamine Küsimus 10 Õige Hinne 4,0 / 4,0 The linked image cannot be displayed. The file may have been moved, renamed, or deleted. Verify that the link points to the correct file and location.
1. Kivid ja plokid 8 3.2. Mördid 9 3.3. Armatuur ja betoon 9 4. Müüritise töötamine. Müüritise omadused 10 4.1. Müüritise tugevus 10 4.2. Müüritise töötamine survel, tõmbel, lõikel ja paindel 10 4.3. Müüritise deformatsiooniomadused 11 5. Müüritise tugevdamine armeerimisega 5.1. Müüritise survetugevuse suurendamine 12 5.2. Müüritise pikiarmeerimine 12 6. Müüritise tugevusarvutused 6.1. Arvutuse alused 12 6.2
16. Mis on termopinge? tegelikult pole nii, vaadeldakse antud joonkoormust mitmejoonkoormuse = detailide temperatuuri muutusest tekkiv pinge resultandina, mis kõik ulatuvad tala teise otsani suurima koordinaadini x). 12.17. Mille poolest on termopinged ohtlikud? 11.15. Kumb varras on paindel jäigem, kas terasvarras või samade 12.18. Millal tekivad suuremad termopinged, temperatuuri tõustes või inertsimomentide väärtustega vaskvarras? temperatuuri langedes? 11.16. Kuidas muutuvad ühtlase ümarvõlli paindesiirded, kui võlli 12.19
Pehmenemise koefitsent: Kpehm= Rimm/Rkuiv Rkuiv - kuiva materjali survetugevus [ N/mm2] Rimm - immutatud materjali survetugevus [ N/mm2] Kpehm = 18,5 / 29,7 = 0,6 4.4 Paindetugevuse määramine 300 ühikut 5000 kgf Manom. näit x kgf l=200mm Tabel nr 4 Paindetugevus Purustav Prk jõud Paindetugevus keskkond paindel Prk nr Kuiv/Imm kgf kgf/cm2 N/mm2 Manom. utatud keskmine näit Pp Rp vees [7p] 1 71 1183 38,3 3,8 2 66 1100 36,6 3,6
d peenema varda läbimõõt R=0,2 ( D−d )=0,2 ( 101−72 )=0,2 ∙ 29=5,8 mm raadius, varda peenema ja jämedama osa vahel 2.1 Ohtliku koha eskiis L = 140mm D = 101mm d= R = 5,8mm 3. Pingekonsentratsioon paindel D 101 = =1,4 d 72 R 5,8 r= = =0,08 d 72 Tuleb kasutada interpoleerimist. 3.1 Pingekonsentratsioonitegur staatikas D Kui =1,2, siis K ≈1,78 d D Kui =1,5, siis K ≈1,85 d 1,4−1,2 K t =1,78+ ∙ ( 1,85−1,78 )=1,83
|M| 32 √ M y + M z 2 2 σ max =|σ min|= = W π D3 Joonis 9. Paindepinged 1.1 4.1Ümarristlõike ohtlikud punktid Joonis 10. Ohtlikud punktid paindel joonis 11. Ohtlikud punktid väändel Ristlõike ohtlikud punktid: |M | T τ max = O1: σ max = W ning W0 |M | T |σ min|= W τ max = O2: ning W0 4.2 Ümarristlõike ohtlike punktide võrdpinge Joonis 12. Ümarristlõike puntide tasandpingus 3 πD W 0= 16
21. Mille poolest erineb teoreetiline väsimuspiir praktilisest väsimuspiirist? teoreetiline = suurim pinge, mida materjal talub purunemata lõpmatu arvu pingetsüklite vältel praktiline = suurim pinge, mida materjal talub purunemata küllalt suure arvu (kuni mitmed sajad miljonid) pingetsüklite vältel 15.22. Kuidas määratakse materjali praktiline väsimuspiir? * on määratud katseliselt (standardsete proovikehadega); *määratakse erinevate pingeseisundite jaoks eraldi teimidega (pikkel, paindel, väändel); * määratakse erinevate pingetsükli tüüpide jaoks 15.23. Nimetage materjali väsimustugevust iseloomustavad (konkreetsed) parameetrid! *Pingekontsentraatorid: varda geomeetria muutused; punktkoormused; keevisõmblus; *pinnakonarused ja defektid *mõõtmete suurenemisega kasvab ohtlike defektide esinemise tõenäosus ning sellega alaneb detaili väsimustugevus 15.24. Milleks vajatakse piirpingediagramme?
Rkuiv - kuiva materjali survetugevus [ N/mm2] Rimm - immutatud materjali survetugevus [ N/mm2] Kpehm = 21,9 / 29,6 = 0,7 5.4 Katsetatud proovikehade paindetugevus 300 ühikut 5000 kgf Manom. näit x kgf l=200mm Tabel nr 4 Paindetugevus Purustav Prk jõud Paindetugevus keskkond paindel Prk nr Kuiv/Imm kgf kgf/cm2 N/mm2 Manom. keskmine utatud näit Pp Rp vees [7p] 1 Kuiv 64 1067 38,3 3,8 3,6 2 80 1333 36,6 3,6
mingi jõuseadme abil puruks.seade fikseerib purustava jõu. Survetugevus · Survetugevusele katsetatakse reeglina hapraid materjale ,mis purunevad ilma nähtavate derformatsioonideta. · Selliste materjalide survetugevus on 5..20 korda suurem kui tõmbetugevus.kui ehitusmaterjalid töötavad nad põhiliselt survele.näiteks betoon. Paindetugevus,Rp · Paindetugevus ehk ka tõmbetugevus paindel määramisel on proovikeha talakujuline ja ta murtakse pooleks vastava seadme abil. · Tala alumised kiud pikenevad,ülemised lühenevad. Kõvadus · Kõvadus on materjali võime vastu panna teise materjali kriimustustele või sissetungimisele. · Ehitusmaterjalide puhul hinnatakse materjali kõvadust mingi kindla jõuga kuuli või teraviku sissesurumisega materjali pinda vastavas seadmes.kõvadust hinnatakse jälje raadiuse või sügavuse järgi. Hõõrduvus
Veereteede ridade arvu järgi on jaotus ühe-, kahe- ja neljarealisteks laagriteks. Kuulide õige kauguse hoidmiseks kasutatakse separaatorit. Korpused Korpus- e. keredetaile saab vaid tinglikult nimetada üldotstarbelisteks, olgugi, et igal masinal neid tingimata esineb. Materjaliks malm, alumiinium, plast, vahel teras. Võrdsete ristlõigete võrdlus Suhteline Suhteline jäikus Ristlõige tugevust Paindel Väändel Paindel Väändel 1,0 1,0 1,0 1,0 1,2 43 1,15 8,8 1,4 38,5 1,6 31,4 1,8 4,5 1,8 1,9 Resonants kriitiline pöörlemissagedus, mis võib viia sõlme või detaili purunemiseni. Mida
Purusta Proovikeha Proovike v jõud veesisaldus Pr Jr ha [kN] Keskmine Paindetugev k k kivistami Mass Mass paindetugev us (Mpa) nr nr se enne peale us (Mpa) Paindel tingimus kuivatami kuivatami st [g] st [g] 56.6 47 1 2.45 5.74 43.4 35.8 11 2 Norm 1.6 3.75 4.69 62.8 52.2 3 1.95 4.57 51 42.8 1 2.75 6.45 37.4 31.4
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
