MHE0011 TUGEVUSÕPETUS l TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT 4 EAP - 1-0-2- A ____________________________________________________________________ Tugevusõpetus 1 Kontrolltöö nr. 1 Tugevusarvutused pikkel Задачи курса. Расчет на прочность при осевом растяжении и сжатии (стр. 4 – 42, 50 – 56 в учебнике П.А. Степин. Сопротивление материалов). Вопросы теории: 1. Каковы основные задачи курса сопротивления материалов (задачи инженера)
Joonis Painde- ja pikkepinge epüür 6 Tugevustingimus kõiki pingekomponente arvestades ning jõu F suurim lubatav väärtus. Kõvera varda tugevustingimus: - materjali voolepiir [S] nõutav varutegur - Ohtliku ristlõike ohtlike punktide summaarne normaalpinge S - Tegelik varutegur ohtliku ristlõike ohtlikes punktides Konksule lubatav jõud: 7 Tugevuskontroll Rirtlõike suurim paindepinge tõmbel: Rislõike suurim paindepinge survel: Ristlõike tõmbepinge pikkel: Rislõike suurim tõmbepinge: Ristlõike suurim survepinge: Tugevuskontroll ohtlikes punktides Konksu tugevus on tagatud ja suurim lubatav jõud on 17 kN 8 Jätkuülesanne: Suurim lubatav koormuse F väärtus sirge varda metoodikat järgides. Arvutada konksule suurim lubatav koormus F arvestamata pingete analüüsil varda kõverust Ohtliku ristlõike paindemoment: Rislõike piirkoordinaadid: Ohtliku ristlõike paindemoment:
Neetliites takistab koormuse mõjudes detailide liikumist (Joon. 4.13): · detailidevaheline hõõrdejõud (needi tõmbejõu tõttu tekkinud hõõrdumine); · needi lõiketugevus (needi purunemisoht lõikel); · detailide ja needi muljumistugevus (needi ja detailide plastilise deformatsiooni oht kontaktialades); · ühendatud detailide tõmbetugevus (neediavaga nõrgestatud detailide purunemisoht pikkel). Needi lõige Detailide muljumine Detaili pike F F F F F F F F F F
Neetliites takistab koormuse mõjudes detailide liikumist (Joon. 4.13): · detailidevaheline hõõrdejõud (needi tõmbejõu tõttu tekkinud hõõrdumine); · needi lõiketugevus (needi purunemisoht lõikel); · detailide ja needi muljumistugevus (needi ja detailide plastilise deformatsiooni oht kontaktialades); · ühendatud detailide tõmbetugevus (neediavaga nõrgestatud detailide purunemisoht pikkel). Needi lõige Detailide muljumine Detaili pike F F F F F F F F F F
teoreetilisest väiksem saadakse tulemus suurema tugevusvaruga NB! Sama detaili (ja ka pingekontsentraatori) pingtee kontsentratsioonitegurite väärtused on üldjuhul erinevates pingeseisundites erinevad ( K pike K paine K vääne ) 15.1.4. Pingete kontsentratsioonitegurite väärtused staatilisel koormusel 15.1.4.1. Normaalpinge kontsentratsioonitegurid pikkel Pikkepinge teoreetilisi kontsentratsioonitegureid mõningate detailide jaoks saab ligikaudselt määrata ka toodud graafikuid ja skeeme (Joon. 15.6) kasutades. Avaga prismaatiline detail b Pinge kontsentratsioonitegur K
varda telje sihiline deformatsioon (staatikaga määratud süsteem) ja kinemaatilistest (staatikaga määramata 2.8. Millised on pikke tunnused? *varda pikkus muutub *varda telg jääb sirgeks süsteem) tingimustest. *ristlõiked jäävad paralleelseteks ja risti teljega. 1.9. Millised on detaili koormuste kolm võimalikku allikat? elementide 2.9. Milles seisneb põikdeformatsioon pikkel? *tõmmatud varda pikenemisega omakaal, inertsijõud, teistelt kehadelt tulevad jõud ja momendid kaasneb ristlõike pindala vähenemine *surutud varda lühenemisega kaasneb 1.10. Kirjeldage staatilist koormust! : *ajas muutumatu või aeglaselt muutuv ristlõike pindala suurenemine 1.11. Kirjeldage dünaamilist koormust!: *muutub ajas kiiresti 2.10. Mis on Poisson'i tegur? (Laiuse suht muutus)/ (pikkuse suht muutus) e. 1.12
15.21. 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?
· punkti siirde Varda punkti 1 N u = dx ehk u = E A arvutusvalemi saab siire pikkel dx ; Hooke'i seaduse abil (üldjuhul): N = E ehk = : AE kus: u punkti siirde funktsioon u = f (x ) , [m]; x punkti koordinaat, [m]; E materjali elastsusmoodul, [Pa];
x x N epüür px epüür N = const N epüür Joonis 2.13 2.4. Normaalpinged pikkel 2.4.1. Pinge kui taandatud sisejõud Pinge = sisejõu intensiivsus mõttelise sisepinna mingis punktis (pinnaühiku kohta tulev sisejõud ehk sisejõu tihedus lõikepinna mingis punktis) Pinged jagunevad oma olemuselt (Joon. 2.14): · normaalpinged = kui sisejõu mõjumise siht ühtib antud lõike normaali sihiga; · nihkepinged = kui sisejõu mõjumise siht on lõike normaali sihiga risti.
Tugevustingimus on täidetud Vastus: IPE 100 terastalast katuseroovid on piisavalt tugevad. Priit Põdra, 2004 126 Tugevusanalüüsi alused 8. LIITKOORMATUD DETAILIDE TUGEVUS 8.2. Detaili tugevus ekstsentrilisel pikkel 8.2.1. Ekstsentrilise pikke tugevusanalüüs Ekstsentriline pike = kahe paindemomendi ja pikijõu koosmõju detaili ristlõikes Ekstsentriliselt surutud (või siis tõmmatud) lühike vardakujuline detail (Joon. 8.5): · koormav jõud F mõjub varda teljega paralleelselt ja ekstsentriliselt (kui koormus mõjub varda telje suhtes kaldu, lisandub veel vildakpainde ülesanne);
Pikideformatsioon = varda telje sihiline deformatsioon (pikenemine ja/või lühenemine) (ka joondeformatsioon, normaaldeformatsioon, pikkedeformatsioon, lahknemine).Deformeerumine toimud varda telje sihis. 8. Millised on pikke tunnused? Varda tõmme ja surve Pike varda tööseisund, kus : · varda pikkus muutub (teatud juhtudel ka mitte); · varda telg jääb sirgeks; · ristlõiked jäävad paralleelseteks ja risti teljega. 9. Milles seisneb põikdeformatsioon pikkel? Varda deformeerimisega paiknevad materjali osaksesd ringi -- pikkuse muutudes muutub ka ristlõike pindala (mõnikord ka kuju): · tõmmatud varda pikenemisega kaasneb ristlõike pindala vähenemine; · surutud varda lühenemisega kaasneb ristlõike pindala suurenemine 10. Mis on Poisson'i tegur? Possioni tegur on laiuse suhtelise muutuse ja pikkuse suhtelise muutuse jagatis. µ= -×/ 11. Mis on tahke keha sisejõud?
Deformatsioon = detaili (tarindi, keha, varda) kuju ja mõõtmete muutus (koormuste mõjudes) 2.4. Milles seisneb materjali elastsus? Elastsus = materjali omadus koormuse vähenedes taastada detaili esialgsed kuju ja mõõtmed (osaliselt või täielikult) 2.5. Millised on pikke tunnused? · varda pikkus muutub (teatud juhtudel ka mitte); · varda telg jääb sirgeks; · ristlõiked jäävad paralleelseteks ja risti teljega 2.6. Milles seisneb põikdeformatsioon pikkel? Varda deformeerimisega paiknevad materjali osaksesd ringi -- pikkuse muutudes muutub ka ristlõike pindala (mõnikord ka kuju): · tõmmatud varda pikenemisega kaasneb ristlõike pindala vähenemine; · surutud varda lühenemisega kaasneb ristlõike pindala suurenemine 2.7. Mis on Poisson 'i tegur? Poisson'i tegur=laiuse suhteline muutus: pikkuse suhteline muutus ehk = /, "" näitab, et ja ' on alati vastasmärgilised)
6. Milliseid deformatsioone käsitleb võimalikku allikat? Tugevusõpetus? 1.10. Kirjeldage staatilist koormust! 2.7. Kirjeldage normaaldeformatsiooni! 1.11. Kirjeldage dünaamilist koormust! 2.8. Millised on pikke tunnused? 1.12. Milleks on vaja koormusi taandada? 2.9. Milles seisneb põikdeformatsioon pikkel? 1.13. Milles seisneb Saint-Venant'i printsiip? 2.10. Mis on Poisson'i tegur? 1.14. Mis on materjali tugevus? 2.11. Mis on tahke keha sisejõud? 1.15. Mis on materjali jäikus? 2.12. Miks on vaja analüüsida koormatud varda 1.16. Kuidas määratakse materjalide tugevus- sisejõude? ja jäikusparameetrid? 2.13
PÕKKliid t arvutus PÕKKliidete t staatilisel t tili l koormusel k l PIKKELE töötav põkkliide Keevisõmbluse Keevisõmbluse pikijõud (keevitustuselektroodi) L PIKKE tugevustingimus voolepiir pikkel y,y K K N F K F F A sL S
poolfinaalis --- J.M: dopinguteema kütab kirgi ringvaate stuudios on vandeadvokaat märt rask (.) tere õhtust K: tere õhtust 41 J.M: te=olete siis komisjonis liige (.) mis kohustustes K: noo komisjon moodustati meie olümpiakomitee poolt ja sinna paluti osalema neid inimesi kes võiksid objektiivselt rahulikult analüüsida tekkinud olukorda (.) sellepärast et ega (.) kärt=anvelt ega pikkel ja see bernatski avaldused avalikkusele olid üsna šokeerivad (.) ja ma kujutan ette et spordiringkondades ja ka olümpiakomitees ei saadud sellest lihtsalt vaikides mööda minna (.) ja: selles mõttes komisjoni töö ei olnud reglementeeritud (.) komisjon valis endale ise töömeetodi püstitas ise eesmärgi püüdis seda kõike üldiselt me tahtsime selgitada (.) mis on juhtunud (.) ja: (.) õõ siin üles loetud ee konkreetsed tippsportlase treenerid on nagu üks aspekt ses koostöös (
-1pr Pikenemine Pikenemine a) b) 0,2 % Kalestumine Kaela teke Voolamine Lineaarne osa Sele 2.3. Tõmbediagrammid: a) plastne materjal, b) habras materjal. 11 Hookei seadus pikkel (tõmbel ja survel) E , kus E – materjali elastsusmoodul s.t. parameeter, mis iseloomustab materjali elastset deformeeritavust, - detaili suhteline pikideformatsioon. l , kus l – detaili algpikkus, l – pikideformatsioon. l l l F l
annaabi.ee 
