Määrata varraste vajalikud ristlõikepindalad ja valida vastavad torud. Antud: Kuna tegemist on koonduva jõusüsteemiga, lõikame välja kujutlevalt jõudude koondamistsentri ja suuname sidemereaktsioonid N1 ja N2 mööda vardaid. Koostame tasakaaluvõrrandid: 1.) Fx=0 F1cos+F2+F3cos-N1-N2cos=0 2.) Fy=0 F1sin+F3sin+N2sin=0 Leiame varraste sisejõud: Jõud N1 ja N2 on positiivsed, mis tähendab, et mõlemad torud on tõmmatud. Torude minimaalse ristlõikepindala leiame tugevustingimusest: Kus N-varda sisejõud(valima suurima) -lubatud normaalpinge, S-tugevuse varutegur Sellisel juhul on toru minimaalne ristlõikepindala: Kataloogist valime nelikanttoru 25*25*2, mille ristlõikepindala on A=1,74 cm2.
leidmisel. 3. Mõõdan antud katsekeha paksuse. Selleks asetan katsekeha mõõteotsikute vahele, lükkan need tihedalt vastu proovikeha ja leian lugemi di. Kordan mõõtmisi katsekeha kümnes erinevas kohas ning leian keskmise plaadi paksuse d ja tema vea. 4. Mõõdan antud toru sise- ja välisläbimõõdud kümnest eri kohast. Arvutan keskmised läbimõõdud ning nende vead. 5. Arvutan toru ristlõikepindala ja selle vea. Mõõtmised kruvikuga 1. Määran kruviku sammu ja jaotiste arvu trumlil. 2. Määran null-lugemi (nullpunkti parand). 3. Mõõdan antud katsekeha paksuse kümnest erinevast kohast. 4. Arvutan katsekeha keskmise paksuse ja tema vea. Mõõtmistulemused kannan kõigil mõõtmistel tabelitesse. Tabelid Mõõtmised nihikuga Nooniuse täpsus T = null-lugem Plaadi paksus
x Kuna tegemist on koonduva jõusüsteemiga, lõikame välja kujutlevalt jõudude koondamistsentri ja suuname sidemereaktsioonid N1 ja N2 piki vardaid. Koostame tasakaaluvõrrandid ja leiame varraste sisejõud. Võrrandite süsteemist same Mõlemad jõud N1 ja N2 on positiivsed. Seega mõlemad torud 1 ja 2 on tõmmatud. Torude minimaalne ristlõikepindala leiame tugevustingimusest kus N varda sisejõud (valime suurima sisejõu); [] lubatud normaalpinge, MPa; ReH toru materjali voolavuspiir, MPa; S tugevuse varutegur. Siis toru minimaalne ristlõikepindala A Kataloogist valime nelikanttoru 25x25x2, mille ristlõikepindala cm 74,1=A2.
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 Vajalik varutegur S = 1,3...2,5. Valitud toru 50x30x2 rahuldab antud tingimust. Keevisõmluse tugevuskontroll Keevitus on ümber liite perimeetri. Keevisõmbluse kaatetiks valime k = t = 2 mm. b1 = 34 mm; b2 = 30 mm;
Fx=0 -N1+F2+F3cos -N2cos -F1cos =0 Fy=0 N2sin +F3sin -F1sin =0 2) Leiame varraste sisejõud N2=(-F3sin +F1sin )/sin =(-26,85+11,47)/0,707=-21,75 kN (miinusmärk näitab, et toereaktsiooni suund on esialgselt arvatule vastupidise suunaga) N1=F2+F3cos -N2cos -F1cos N1=68+15,5+15,38-8,03=90,85 kN Jõud N1 on positiivne, mis tähendab, et toru 1 on tõmmatud. Miinusmärgiga jõud N 2 näitab, et toru 2 on surutud. Tugevustingimus torude minimaalse ristlõikepindala leidmiseks: =N/A[], kus N varda sisejõud (valime suurima sisejõu, et tagada torude vastupidavus) [] lubatud normaalpinge; []=R eH/S=355/1,5=236,67 Mpa Sellest toru minimaalne ristlõikepindala AN/[]=90850/236,67*106 3,84*104 m2= 3,84 cm2 Vatus: Valin saadud tulemuse alusel kataloogist nelikanttorud mõõtmetega 40*40*3,0, mille ristlõikepindala A= 4,21 cm2. Määran torude koormuse: (A1-A)/A*100=9,64%
elastsusmoodul E = 2,1.105 MPa; nihkeelastsusmoodul G = 8,1.104 MPa. Siis lubatud paindepinge: ning minimaalne telgvastupanumoment: Meile sobiv ristlõike: nelikanttoru toru 50x30x4 [1, 2], Wx = 6,10 cm3, mass m = 4,20 kg/m. Mõõtmed ja ristlõigete parameetrid kõrgus h = 50 mm; laius b = 30 mm; seinapaksus t = 4,0 mm; mass m = 4,20 kg/m; ristlõikepindala A = 5,35 cm2; välispindala Au = 0,146 m2/m; inertsimoment Ix = 15,25 cm4; inertsimoment Iy = 6,69 cm4; vastupanumoment Wx = 6,10 cm3; vastupanumoment Wy = 4,46 cm3; polaarvastupanumoment Wv = 7,71 cm3 Konsoolis tekkiv tegelik pinge: Tugevuse varutegur: Vajalik varutegur S = 1,3 ... 2,5. Valitud toru 50x30x4 rahuldab antud tingimust. Keevisõmbluste tugevuskontroll Keevitus on ümber liite perimeetri.
TALLINNA TEHNIKAKÕRGKOOL Protsessi skeem koos tähistega (F, D1, D2, ): Lahendus: Leian summaarse venitusteguri µ: 4 5,4 = = = = = 81 0,6 4 kus A1 esimesel tõmbel siseneva traadi ristlõikepindala, mm2; An traadi ristlõikepindala peale viimast tõmbamist, mm2. Leian vajaliku tõmbeastmete arvu n: log log 81 = = = 13 log log 1,4 Leian lubatut tõmmete arvu lõõmutuste vahel nL: log log 81 = = = 3,43 3 log log 3,6 Leian lõõmutuste arvu N:
Voolutugevuse arvutamine kus I voolutugevus juhis (A), q vabade laetud osakeste laeng (C) ,n laetud osakeste kontentratsioon juhis (m-3 loe osakest kuupmeetris); v kus I voolutugevus juhis (A), q vabade laetud osakeste laeng (C) ,n laetud osakeste kontentratsioon juhis (m-3 loe osakest kuupmeetris); v laetud osakeste suunatud liikumise kiirus juhis (m/s), S juhi ristlõikepindala (m2) laetud osakeste suunatud liikumise kiirus juhis (m/s), S juhi ristlõikepindala (m2) 3. Ohmi seadus vooluringi osa kohta 3. Ohmi seadus vooluringi osa kohta
Eritakistus. Johanna Raamat 1.Millest on tingitud juhi takistus? Vastus: Juhi takistus on tingitud suunatult liikuvate vabade elektronide ja kristallivõre võnkuvate ioonide vastastikmõjust. 2.Tõmba joon alla õigele vastusele. Vase eritakistus 0,017 mm2 .See tähendab ,et: a)1m pikkuse vasktraadi takistus on 0,017 ; m b)1mm2 ristlõikepindala ja 1 takistusega vasktraadi pikkus on 0,017 m; c) 1m pikkuse vasktraadi ja 1mm2 ristlõikepindalaga vasktraadi takistus on 0,017; d) 1m pikkuse ja 1 takistusega vasktraadi ristlõikepindala on 0,017mm2 . 3.Tõmba joon alla õigele vastustele(4p). Juhi takistus sõltub-1)pingest juhi otstel 2)juhi ristlõikepindalast 3)juhti läbiva elektrilaengu suurusest 4)voolutugevusest juhis 5)juhi pikkusest 6) juhi ainest 7) juhi temperatuurist . 4
korral iga 500 p/min tagant, alates tühikäigust. Auto andmed. Honda Acord 2354cc 189hp(140Kw)@6800rpm 223Nm@4500rpm Drosselklapi läbimõõt on 62mm, seega ristlõike pindala on 0,01276m2 Mootori töömaht on 2354cm3, seega ühe silindri ruumala on 588cm3. Täiteaste on 1. Kasutatud valem. n Q N TA vsl = 2 60 A vsl sisselaske voolukiirus(m/s) n silindrite arv kanali kohta N pöörlemissagedus(p/min) TA täiteaste Q silindri ruumala(m3) A drosseli ristlõikepindala (m2) Arvutus tulemused tabelina. rpm 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 Tabel graafiku kujul. Voolukiiruse graafik.1 ÜLESANNE 2. Lähte ülesanne. Arvutada oma auto sisselaskesüsteemis voolukiirus sisselaske kanali alguses iga 500 p/min tagant, alates tühikäigust. Auto andmed. Honda Acord 2354cc 189hp(140Kw)@6800rpm 223Nm@4500rpm
takistuse, siis objekt on püsiv. Algul väljundsuurus muutub järjest kasvava kiirusega, seejärel rõhulangu vähenemise tõttu ühendaval ventiilil, nivoo muutumise kiirus järkjärgult väheneb nullini. Niisugust objekti saab käsitleda kahe järjestikku ühendatud esimest järku aperioodilise lülina. 1.1 Kalibreerimisgraafik 1.1.1 Töökäik Erinevate rotameetri näitude juures (20, 40, 60, 80, 100) määrame aja, mis kulub nivoo muutuseks 10 cm võrra. Saadud andmete ja anuma ristlõikepindala abil, arvutame välja vastavad mahtkulu ning koostame kalibreerimisgraafiku. 1.1.2 Katseandmed Anuma diameeter: d=19,3 cm Ristlõikepindala: A= r2= *(9,65)2= 292,55 cm2 = 2,93 m2 Maht: V= 292,55 * 10 = 2925,5 cm3 = 0,002926 m3 Rotameetri näit Keskmine aeg, s Maht, m3 Mahtkulu, m3/s 20 52,07 0,002926 0,000056
Koormuse F-suunalise komponendi suurus: Äärmistele neetidele mõjuv tegelik kogujõud: Neetide tegelik lõikepinge ja tema kontroll lubatuga: Neetide tugevus lõikele tagatud Neetide lubatud muljumispinge vastavalt juhendile: Kontrollin nurkterase tugevust: Järelikult on neediavad nõrgestanud nurkterast üle lubatud piiri, tuleb valida uus nurkteras. Valin Ruukki kataloogist uue nurkterase. Sobilikuks osutub 75x75x10, mille ristlõikepindala on 14,1 cm2. Uue nurkterase telje asukoht: Needirea asukoht: Kui neetide tugevus muljumisele on tagatud, on tarindi tugevus muljumisele tagatud Neetide tinglik muljumispind kontaktis nurkterastega. Kontrollin nurkteraste ja neetide tugevust muljumisele: Neetide tegelik muljumispinge: Tarindi tugevus muljumisele tagatud. Arvutan vahelehe vähim võimalik paksus tugevustingmusest needi ja vahelehe muljumisele Tugevustingimus muljumisele:
Tallinna Tööstushariduskeskus Voolamist reguleerivad ventiilid 9 Voolamist reguleerivad ventiilid 9.1 Sissejuhatus Vooluventiilidega reguleeritakse täiturite töökiirust muutes (vähendades või suurendades) ventiili ristlõikepindala, reguleerimispunktis. Vooluventiilide erandiks on vedelikku jaotavad ventiilid, mis jaotavad vedelikuvoolu kaheks või enamaks haruks. Vastavalt funktsioneerimisele jaotatakse vooluventiilid nelja rühma (sele 9.1, 9.2 ja 9.3). Voolamist reguleerivad ventiilid Takistid Vooluhulka reguleerivad
kindlast materjalist elektrijuhi võimet avaldada teda läbivale voolule takistust. Eritakistus sõltub aine keemilisest koostisest ja struktuurist ehk aatomite paiknemise viisist. Metallide eritakistus on tingitud elektronide põrkumisest metalli kristallistruuriga (põrkumiste arv sõltub ka temperatuurist), samuti kristallivõre defektidest ja võõrainete aatomite sisaldusest. a)1m pikkuse vasktraadi takistus on 0,017 ; m b)1mm2 ristlõikepindala ja 1 takistusega vasktraadi pikkus on 0,017 m; c) 1m pikkuse vasktraadi ja 1mm2 ristlõikepindalaga vasktraadi takistus on 0,017; d) 1m pikkuse ja 1 takistusega vasktraadi ristlõikepindala on 0,017mm2 . 9. Kirjelda elekrtijuhte. Too näiteid. (3p) Elektrijuht ehk juht on materjal, mis sisaldab vabalt liikuda võivaid elektrilaenguga osakesi ehk laengukandjaid ning mille elektritakistus on seetõttu väike. Juhtide elektrijuhtivust iseloomustatakse tavaliselt eritakistusega. Mida
d j t n 1, i 1 90 n n 1 2 2 d s d 0,004 0,00267 3 3 d js d 2j d s2 0,0121 2 0,00267 2 0,0001535 0,012 Järeldus: Katsekeha paksus d=4,820 ± 0,012 mm, usaldatavusega 0,95. 5. Toru ristlõikepindala. 2 S 4 d v d s2 32,28 2 29,49 2 4 3,14 4 172,33 135 2 2 2 2
UB(đ) = t∞,β 3 = 3 ep = 3 0,05 = 0,0333 mm Viimaks arvutan koguvea ehk liitmääramatuse järgmiselt. Ümardan vastuse kahe kehtiva numbrini. Varunumber on vajalik täpsuse kao vältimiseks edaspidisel ümardamisel. Uc(đ) = √U 2 A (đ )+ U 2B (đ ) = √ 0,08772 +0,03332 = 0,093 mm Seega saame lõpptulemuseks, et toru välisdiameeter nihikuga mõõtes on đ = 19,520 ± 0,093 mm, usaldatavusega 0,95. Toru ristlõikepindala arvutamine Toru ristlõikepindala valemis tuleks arvestada nii sise- kui ka välisdiameetrit. Seega näeb valem S = f(dv, ds) välja järgnev d ¿ π 2 π 2 ¿ d− d S= π )= 4 v 4 s ¿
Nihiku lubatud põhiviga on nooniuse jaotise väärtus, seega p 0.1 mm t , 0.95 2.0 2 p 2 0.1 2 d (d j ) t , 0.10 2.0 2 0.12 mm 3 3 Vastus: toru välisläbimõõt d = (35.17 ± 0.12) mm, usutavusega 0.95. Toru ristlõikepindala arvutamine. 2 S 4 dV d S2 S 3.14 4 35.17 2 31.47 2 193.56 mm 2 S d V2 d S2 35.17 2 31.47 2 0.002 0.123 4 4 S d S d S d S 1.57 31.47 0.12 5.93 d S 2 S d V d V d V 1.57 35.17 0.17 9.39 d V 2 2 2 S S
Nihiku lubatud põhiviga on nooniuse jaotise väärtus, seega p 0.1 mm t , 0.95 2.0 2 p 2 0.1 2 d (d j ) t , 0.10 2.0 2 0.12 mm 3 3 Vastus: toru välisläbimõõt d = (35.17 ± 0.12) mm, usutavusega 0.95. Toru ristlõikepindala arvutamine. 2 S 4 dV d S2 S 3.14 4 35.17 2 31.47 2 193.56 mm 2 S d V2 d S2 35.17 2 31.47 2 0.002 0.123 4 4 S d S d S d S 1.57 31.47 0.12 5.93 d S 2 S d V d V d V 1.57 35.17 0.17 9.39 d V 2 2 2 S S
4. Valida poldi nimiläbimõõt eeldusel, et keermesliite liikumatuse peab tagama hõõrdumine UNP profiili ja teraslehe vahel. Hõõrdeteguriks valin: f =0,15 Ühes poldis tuleb tekitada tõmbejõud 1,2∗F max 1,2∗9,64 [ F ] polt = = =77,12kN f 0,15 Ühe poldi arvutuslik nõutav sisejõud: N A =1,3∗[ F ] polt =1,3∗77,12=100,26 kN Varuteguriks valin: [ s ] =1,5 Nõutav ühe poldi arvutuslik ristlõikepindala: N 100,26∗103 A A ≥ A [ s ]= 6 ∗0,5=2,59∗10−4 m2=259 mm σ Pf 580∗10 Valin Mehaanikuinseneri käsiraamatu ISO-meeterkeermete tabelist lähima ristlõikepindala väärtuse tingimusel A tabel ≥ A A , seega tabliväärtuseks valin 353 mm (353 ≥ 259) . Selle põhjal saab tabelist 8.8 omadusklassi ja jämeduskeermega poldi M24. 5. Valida poldi ava läbimõõt ja sobilik mutter ning seib.
Student Correct Value Feedback Response Answer A. katkevenivus A 50% B. katkeahenemine 50% Z C. füüsikaline -50% voolavuspiir Re D. löögisitkus KU -50% Score: 10/10 9. Konstruktsioonis on detail, mis töötab staatilistel tõmbekoormustel, kuid saab ka löökkoormusi. Detaili töötemperatuur on vahemikus +40...-35 kraadi. Detaili ristlõikepindala on 61 mm2 ja töökoormus on 2 214N. Vahepeal tekitab konstruktsioon detailile suurema koormuse 9 634N. Detaili materjali mehaanilised omadused on: voolavuspiir Re=459 N/mm2 ja tõmbetugevus Rm=958 N/mm2 ja külmhapruslävi = -66 C ning kõvadus HRC 35. Leidke suurim pinge mis tekib detailis ja andke ühikud? Student Response Value Correct Answer Answer: 157,93 70% 158 Units: N/mm2 30.0% N/mm2 Score: 10/10 10.
A. löögisitkus KU B. katkeahenemine 50% Z Student Correct Value Response Answer C. katkevenivus A 50% D. füüsikaline voolavuspiir Re Score: 10/10 9. Konstruktsioonis on detail, mis töötab staatilistel tõmbeko löökkoormusi. Detaili töötemperatuur on vahemikus +40. ristlõikepindala on 54 mm2 ja töökoormus on 3 712N. Va konstruktsioon detailile suurema koormuse 11 493N. Deta mehaanilised omadused on: voolavuspiir Re=457 N/mm2 Rm=1 338 N/mm2 ja külmhapruslävi = -62 C ning kõvad suurim pinge mis tekib detailis ja andke ühikud? Student Response Value Answer: 212,8333333 70% 213 Units: N/mm2 30.0% N/mm2 Score: 10/10 10.
sest see ületab voolavuspiiri, millest alates detaili mõõtmed hakkavad jäävalt muutuma. D. Plastne materjal on peale purunemist tunduvalt enam kuju muutnud kui habras materjal Score: 10/10 9. Konstruktsioonis on detail, mis töötab staatilistel tõmbekoormustel, kuid saab ka löökkoormusi. Detaili töötemperatuur on vahemikus +40...-35 kraadi. Detaili ristlõikepindala on 69 mm2 ja koormus on 2 014N. Vahepeal tekitab konstruktsioon detailile suurema koormuse 9 359N. Detaili materjali väidetavad mehaanilised omadused on: voolavuspiir Re=522 N/mm2 ja tõmbetugevus Rm=1 397 N/mm2 ja külmhapruslävi = -35 C ning kõvadus HRC 35. Leidke suurim pinge mis tekib detailis ja andke ühikud? Student Response Correct Answer Answer: 135,64 136 Units: N/mm2 N/mm2 Score: 10/10 10.
U U 1V põhjal: I = R = SI : = 1 SI-s on takistuse ühikuks võetud sellise juhi takistus, mida läbib elektrivool R I 1A voolutugevusega 1A juhul, kui selle juhi otspunktidele on rakendatud pinge 1V ja seda ühikut nimetatakse üheks oomiks (1 ). l R= ERITAKISTUS on füüsikaline suurus, mille väärtus sõltub juhi materjalist ja temperatuurist ja mis on S arvuliselt võrdne sellise juhi takistusega, mille pikkus ja ristlõikepindala on ühikulised. l RS 1 1m 2 R= = SI : = 1m SI-s on eritakistuse ühikuks võetud sellise materjali eritakistus, millest S l 1m valmistatud juhi takistus on 1 juhul, kui selle juhi pikkus on 1m ja ristlõikepindala 1m2 ning seda ühikut nimetatakse üheks oommeetriks (1m ) . ELEKTRIVOOLU TÖÖ all mõeldakse seda tööd, mida teeb elektriväli vabade aletud osakeste ümberpaigutamisel ühest ruumi punktist teise
Jõud on alati nii suur, sõltumata sellest, milline on anuma kuju ja palju vedelikku sellesse anumasse mahub Hüdrodünaamika Mittestatsionaarne ehk muutuv voolamine selline voolamine, milles voolamise kiirus U ja rõhk P sõltuvad mistahes vedeliku punktis peale ruumikoordinaatide ka ajast Statsionaarne voolamine voolamine, kus mistahes vedeliku punktis nii kiirus u kui rõhk p sõltuvad ainult ruumikoordinaatidest Voolu keskmine kiirus voolu keskmine kiirus on mahtkulu ja voolu ristlõikepindala suhe Vedeliku kulu vedeliku hulk mis läbib ajaühikus toru ristlõikepindala Voolamise pidevuse võrrand keskmise kiiruse ja voolu ristlõikepindala korrutis on konstant Laminaarne voolamine fluidiumi ühtlane voolamine, mille puhul vedelike kihid liiguvad üksteisega prallelselt ja ei toimu vedelikukihtide segunemist Turbulentne voolamine voolamine, kus vedeliku osakeste trajektoorid on kaootilised
A. katkeahenemine Z 50% B. katkevenivus A 50% C. füüsikaline voolavuspiir Re -50% D. löögisitkus KU -50% 9. Konstruktsioonis on detail, mis töötab staatilistel tõmbekoormustel, kuid saab ka löökkoormusi. Detaili töötemperatuur on vahemikus +40...-35 kraadi. Detaili ristlõikepindala on 5 mm2 ja töökoormus on 2 685N. Vahepeal tekitab konstruktsioon detailile suurema koormuse 5 855N. Detaili materjali väidetavad mehaanilised omadused on: voolavuspiir Re=409 N/mm2 ja tõmbetugevus Rm=1 433 N/mm2 ja külmhapruslävi = -62 C ning kõvadus HRC 35. Leidke suurim pinge mis tekib detailis ja andke ühikud? Student Response Value Correct Answer Answer: 1171 70% 1 171
Voltmeter on elektripinge mõõtmise riist. Ühendatakse mõõdetava ahelaosa või -elemendiga rööbiti. Ohmi seadus. Elektritakistus Elektritakistuse tähis on Ω (oom). Ohmi seadus väidab, et voolutugevus juhis on võrdeline juhi otstele rakendatud pingega: I = G * U. Aine eritakistus ρ näitab, kui suur on sellest ainest valmistatud ühikulise pikkuse ja ühikulise ristlõikepindalaga keha takistus: RS ρ= l Siin R on elektrijuhi takistus, S on juhi ristlõikepindala, l on juhi pikkus. Kui võtame valemis S = 1 ja l = 1, saamegi ρ = R. l R= ρ S l – juhi pikkus, S – selle ristlõikepindala, ρ – eritakistus. Eritakistuse ühikuteks on 1 Ω∙ mm 2 1 ja m 1 Ω∙ m . Takisti. Reostaat. Voolutugevuse reguleerimine Takisti on kindla, teadaoleva takistusega elektrijuht. Takisti takistus on tavaliselt palju suurem kui ühendusjuhtmete takistus. Olenevalt sellest, milliste
Variant 4 Torustikus voolab vedelik koguses q = 12 l/min. Leida milline peab olema torustiku minimaalne siseläbimõõt d [mm], et tagada lubatud vedeliku voolukiirus v = 4 m/s. Valida sobiva läbimõõduga terastoru standardsete toru läbimõõtude reast. Millist maksimaalset rõhku p [bar] talub valitud toru, kui toru materjali lubatud tõmbepinge Rm= 400 N/mm2 ? Valemid. Mahulise vooluhulga valem on: q v = vA v = töövedeliku voolukiirus m s A = voolu ristlõikepindala m 2 Siit saame tuletada toru siseava ristlõikepindala leidmiseks valemi: A= qv m[ s ]×10 3 -6 [ = mm 2 ] vm [ s] Läbimõõdu leidmiseks ristlõikepindala järgi tuletame valemi: A = ×r2 A r= A d = 2r = 2 Maksimaalse rõhu arvutamiseks tuletame valemi toru seina tõmbepinge arvutamise valemist: pd = [ ] t ×t p= d
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL MEHHATROONIKAINSTITUUT MHE0061 MASINATEHNIKA KODUTÖÖ NR 1 ÜLIÕPILANE:- KOOD: - RÜHM: KAOB JUHENDAJA: A.Sivitski Töö esitatud: 06.10.2009 Arvestatud: TALLINN 2008 Lähteandmed: F1=16 kN F2=28 kN F3=59 kN = 75° = 85° = 65° Materjal: S355J2H Reh= 355 MPa (Voolavuspiir) [S] = 1,5...3 []= Reh/[S] []=355/ 1,5 = 237 MPa Lahendus: 1.Koostan tasakaaluvõrrandid: Fx=0 F2+F3*cos N2*cos N1 F1*cos = 0 28+29*cos75 N2*cos85 N1 + 16*cos65 = 0 0,98N2 N1 = -91,38 (kN) Fy=0 -F1*cos(90- ) + N2*sin + F3*sin = 0 -16*cos25 + N2*sin85 + 59*sin75 = 0 N2 = -38,9 (kN) Seega: N1=54,4 kN N2= -38,9 kN Järeldus: Varras 1 on tõmmatud, sest N1 suund on ristlõikest väljapoole. Varras 2 on surutatud, seega joonisel N2 suund vastupidine (tähistatud pun...
Katsetamisel viiakse pendel ülemisse asendisse, milles: Pendli moment M=F L=m g L · M pendli mass = 5,98kg · g raskuskiirendus = 9,81m/s2 · L pendli pikkus = 0,54m Pendli potentsiaalne energia ülemises asendis: Ap=M(1-cos) Kulutatud energia leitakse seosest: KU=M(cos-cos)= Löögisitkus KCU tähistab purustamise eritööd ehk KCU=KUA · KU purustuseks kulunud töö, J · A teimiku ristlõikepindala, m2 Arvutused Pendli moment M=F L=m g L = 5,98 Pendli potentsiaalne energia ülemises asendis: Ap=M(1-cos)= (1-cos123)= 17,10 Kulutatud energia: KU=M(cos-cos)= 1. Teimik: 31, 68(cos0-cos123) = EI PURUNENUD 2. Teimik: 31,68(cos117-cos123) = 2,87J 3. Teimik: 31,68(cos116-cos123)= 3,36J Löögisitkus KCU tähistab purustamise eritööd: KCU=KUA = 1. Teimik: EI PURUNENUD 2. Teimik: 2,870,09J/m2 3
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; mass mP = 62,3 kg/m; ristlõikepindala A = 79,39 cm2; välispindala Au = 1,018 m/m2; inertsimoment I = 9910,08 cm4; polaarinertsmoment Ip = 19820,16 cm4; inertsiraadius i = 11,17 cm; vastupanumoment W = 611,92 cm3; polaarvastupanumoment Wp = 798,51 cm3. Ekvivalentpinge kontroll Tegelik paindemoment l q2 52 M = Fw z + q ref b1 = 11,35 8 + 0,456 0,3239 92,6
koordinaadi yc yc = Sx0/A y1 = 2/3 * a = 2/3 * 7 = 4,67 (cm) y2 = 1,5 * a = 10,5 (cm) y3 = 3 * a = 21 (cm) Liitkujundi staatiline moment: Sx0 = Sx1+Sx2+Sx3 = A1y1 + A2y2 + A3y3 = a*2a*4,67 + a*b*10,5 + (ba)/2*21 = 7*14*4,67 + 7*9*10,5 + (9*7)/2*21 = 1780,66 (cm 3) ristlõikepindala A = A1 + A2 + A3 = 98+63+31,5 = 192,5 (cm3) Pinnakeskme koordinaat yc = Sx/A = 1780,66/192,5 = 9,25 (cm) Ristlõike keskpeainertsimomendid Iy = Iy1 + Iy2 + Iy3 = (2a*a3)/12 + (a*b3)/12 + (ab3)/48 = (14*343)/12 + (7*729)/12 + (7*729)/48 = 400.167 + 425,25 + 106,3125 = 931,73 (cm 4) Ix = (Ixi + Aiyci2) = = = (1600,67 + 7*14*7) + (257,25 +220,5) + (85,75 + 31,5*9,33) = 2286,67 + 477,75 +
104 MPa. Siis lubatav paindepinge [ ] = ReH = 355 237 MPa S 1,5 ning minimaalne telgvastupanumoment M 1575 W = = 6,7 * 10 -6 cm3 = 6,7 cm3 [ ] 237 *10 6 Sobiv ristlõike: toru 50x50x2,5 [2, 3], W = 8,07 cm3, mass m = 3,6 kg/m. Valime nelikanttoru 50x50x2,5 Mõõtmed ja ristlõigete parameetrid kõrgus h = 50 mm; laius b = 50 mm; seinapaksus t = 2,5 mm; mass m = 3,6 kg/m; ristlõikepindala A = 4,59 cm2; välispindala Au = 0,191 m2/m; inertsimoment Ix = 27,53 cm4; inertsimoment Iy =16,94 cm4; vastupanumoment Wx = 8,07 cm3; vastupanumoment Wy = 6,78 cm3; polaarvastupanumoment Wv = 10,22 cm3. Konsoolil tekkiv tegelik pinge M 980 = = xxx MPa W 8,07 *10 -6 Tugevuse varutegur R 355 S = eH = 2,9 121 Vajalik varutegur S = 1,3 ... 2,9. Valitud toru 50x50x2,5 rahuldab antud tingimust. 4
4) Katkevenivus- suhteline pikenemine protsentides purunemiseni Katkeahenemine on algristlõikepindala ja purunemiskoha ahenenud osa pindala suhe protsentides 5) Materjali plastsust 6) Katkeahenemine ja katkevenivus 7) Reh- (ülemine voolavuspiir) pinge väärtus, mille saavutamisel esmakordselt täheldatakse jõu vähenemist Rel- (alumine voolavuspiir) pinge madalaim väärtus plastsel voolamisel Rp- tinglik voolavuspiir (2) 8) Kuna tõmbeteimil väheneb koormamise käigus teimiku ristlõikepindala, siis tugevuspiiri Rm väärtused ei kajasta tegelike pingeid. Plastsete materjalide korral võib Rm vaadelda kui vastupanu märgatavale plastsele deformatsioonile. 9) 10) Löögisitkuse näitajaks on purustamiseks kulunud töö dzaulides 11) Külmhaprus- materjali hapruse suurenemine (sitkuse vähenemine) madalal temp 12) T50- temp, mille juures purunemispildis on vähemalt 50% kiulist pinda T90- temp, mille juures purunemispildis on vähemalt 90% kiulist pinda 13)
I=G·U G- juhtivus G=1 ; I=U R R Juhi takistus on 1 oom (1), kui juhi otstele rakendatud pinge 1V tekitab juhis voolu 1A. JADA-JA RÖÖPÜHENDUS Jadaühendus: 1)U=U1+U2 2)I=const. 3)R=R1+R2 4)U1=R1 U2 R2 Rööpühendus: 1)U=const 2)I=I1+I2+ ... 3)1=1+1 R R1 R2 4)R1=I1 R2 I2 R= I Võrdetegurit nim.antud aine eritakistuseks. Aine eritakistus näitab, kui suur on sellest S ainest valmistatud, ühikulise pikkuse ja ühikulise ristlõikepindala keha takistus. Eritakistuse ühik on 11m2 = 1m 1m Takistuse temperatuuritegur näitab, kui suur on takistuse(või eritakistuse) suhteline muutus 0kraadi juures temperatuuri tõusmisel ühe kraadi võrra. = - 0 0t Elektromootorjõud on maksimaalne pinge, mida antud vooluallikas üldse suudab tekitada. Emj( =Akogu) ; =IR+Ir ; I= q R+r Voolutugevus ahelas on võrdeline emj-ga ja pöördvõrdeline ahela kogutakistusega.
Kui tavalistel dielektrikutel on E vahemikus 10, siis senjettidel on see vahemikus 10 000- 100 000. Polarisatsioon võib tekkida senjettelektrilistes ainetes ka mehaanilise mõjutamise teel. Seda nimetatakse piesoelektriliseks efektiks. 2. Ohmi seadus- mööda homogeenset metallijuhti kulgeva voolu tugevus(I) on võrdeline pingelanguga(U) juhil. I=U/R (A) R-juhi elektritakistus(oom) R=l/S l- juhi pikkus S-ristlõikepindala -elektriline eritakistus 3. Elektrolüüsi kasutamine tehnikas. Aineid, milles elektrivool põhjustab keemilisi muutusi nim. elektrolüütideks. 1) galvanoplastika 2)galvanosteegia 3)elektrometallurgia 4)elektrolüütiline poleerimine 5)elektrolüütkondensaatorid 6)keemilised vooluallikad*patareid*akumulaatorid*pliiakud,leelisakud*kütuse element 4. Kinnises ilma vooluallikata kontuuris tekkivat voolu nim. induktsioonvooluks.
= E ehk = : AE kus: u punkti siirde funktsioon u = f (x ) , [m]; x punkti koordinaat, [m]; E materjali elastsusmoodul, [Pa]; N varda sisejõu funktsioon N = f ( x ) , [N]; A varda ristlõikepindala funktsioon A = f ( x ) , [m2]. Priit Põdra, 2004 150 Tugevusanalüüsi alused 9. DETAILIDE PIKKEDEFORMATSIOONID 9.4.2. Vertikaalse varda pikkuse muutus omakaalu toimel Eelnevast: Varda omakaal avaldub teljesihilise joonkoormusena: p = gA
mis võrdub pinge, voolutugevuse ja aja korrutisega. Elektrivoolu võimsust P mõõdetakse ajaühikus tehtud elektrivoolu tööga. Elektrivooluks nim laengukandjate suunatud liikumist. Elektromotoorjõud on vooluallika energeetiline karakteristik. Ta näitab, kui suur on kõrvaljõudude töö ühiklaengu nihutamisel suletud vooluringi ulatuses. Eritakistus on aine elektrilisi omadusi iseloomustav füüsikaline suurus, mis võrdub elektritakistuse ja ristlõikepindala korrutise ning juhi pikkuse suhtega ja näitab, kui suur on ühikulise pikkuse ja ühikulise ristlõikepindalaga juhi elektritakistus 0°C juures. Vase eritakistus 0°C juures on 1,7*10-8m, st vasest kuubi elektriline takistus 0°C juures on 1,7*10-8 , kui kuubi serva pikkus on 1m. Joule'i-Lenzi seadus elektrivoolu töö arvel juhis eraldunud soojushulk on võrdeline voolutugevuse ruuduga, juhi takistusega ja ajaga. Juhi takistuse sõltuvus temperatuurist R = R0 (1+t)
takistusega. pinge U 1V (volt ) Voolutugevus= ; I= ; 1A (amper)= ; takistus R 1(oom) 4. Juhi takistus Juhi takistus on võrdeline juhi pikkusega , pöördvõrdeline selle ristlõike pindalaga ning sõltub juhi ainest. juhipikkus l Juhi takistus= eritakistus · ristlõikepindala ; R = · ; S 5. Aine eritakistus. Aine eritaksitus on arvuliselt võrdne sellest ainest valmistatud ühikulise pikkuse ja ühikulise ristlõikepindalaga keha takistusega. R·S · 1m 2 Eritakistus = ; 1 · m = l 1m 6. Jagamisi ühendatud juhtide voolutugevus. Kõikides jadamisi ühendatud juhtides on voolutugevus sama väärtusega. I = I1 = I2 = jne 7
[kN] Üksik Kesk [mm] [mm] [mm] 1 14 p 2,0993 100 100 100 354,5 35,45 37,33 2 14 p 2,1012 100 100 100 392 39,20 Valem (2) N A – survetugevus, [MPa] N - prismale takendatud jõud, [kN] A – katsekeha ristlõikepindala, [mm] 5. Järeldus Mördi tegevus oleneb samadest teguritest kui betoonigi. Tegevusklass näitab proovikuupide survetugevust keskmiselt 37,3 MPa, peale 14 päevast kivistumist. 3
samast ainest juhte. 2. Takistuse sõltuvust juhi ristlõikepindalast, kasutades erineva läbimõõduga, kuid sama pikkusega samast ainest juhte. 3. Takistuse sõltuvust juhi ainest, kasutades samade mõõtmetega erinevast ainest juhte. Kuidas sõltub juhi takistus juhi pikkusest? Mida pikem on juht, seda suurem on takistus Kuidas sõltub juhi takistus juhi ristlõikepindalast? Mida suurem on juhi ristlõikepindala, seda väiksem on juhi takistus. Kas juhi takistus sõltub juhi ainest? Jah, juhi takistus sõltub juhi ainest. Kuidas sõltub juhi takistus juhi omadustest? Juhi takistus on võrdeline juhi pikkusega, pöördvõrdeline selle ristlõikepindalaga ning sõltub juhi ainest. Mida iseloomustab eritakistus? Eritakistus iseloomustab aine mõju elektrivoolule. Millega võrdub aine takistus?
Leian vajaliku langevate osade massi m: 2 2 761462 = = = = 31080 = 31,1 2 7 Vasaramass mv = 0,5...5 t, valin massiks 4,5 t. Leian vajaliku löökide arvu n: 31080 = = = 7öö 4500 Survejõu leidmiseks on vaja leida tooriku ristlõikepindala peale sepistamist: 0,351 = = = 0,097 4 4 Vajalik pressi survejõud F: = = 50,54 10 0,097 = 4885814 = 498,2 Vastus: 1. Vajalik löökide arv 4,5 tonnise vasaraga on 7 lööki. 2. Vajalik pressi survejõud - 498,2 tf. Lisaküsimused: 1. Millised on presse ja vasaraid iseloomustavad põhikarakteristikud.
× v2 dünaamiline rõhk 2 Energia jäävuseseadusest ja Bernoull'i võrrandist järeldub et, vedeliku voolukiiruse kasvades torustiku ristlõikepindala vähenemise tulemusena, kasvab vedeliku kineetiline energia. Kuna vedeliku koguenergia püsib muutumatuna, siis potentsiaalne energia Sele 2.11 Vedeliku voolukiirus ja/või rõhk vähenevad. 19
liikumisele takistavat vastumõju nimetatakse takistuseks · E Erinevatel i t l materjalidel t j lid l on erinev i elektritakistus Takistus · Juhi takistus on leitav valemiga ll R= [] l juhi pikkus [m] S eritakistus [mm2/m] S juhi ristlõikepindala [mm2] Eritakistuseks nimetatakse antud ainest 1m pikkuse ja 1mm2 ristlõike pindalaga juhi takistust 20°C juures Takistus · Takistuse pöördväärtust nimetatakse juhtivuseks 1 1 G = = S R · Juhtivuse tähis on G ja ühikuks S-siimens Takistus · Eritakistuse pöördväärtust nimetatakse erijuhtivuseks 1 m = 2 mm Takistid
Valemi järgi usaldusvahemik : ( x 1,96 ; x +1,96 ) R1: (6554,8 1,96 ; 6554,8 + 1,96 ) = ( 6547,3 ; 6562,3 ) R2: (6554,6 1,96 ; 6554,6 + 1,96 ) = ( 6547,1 ; 6562,1 ) Teades, et takistus sõltub juhi materjalist ja mõõtmetest sai välja arvutada suurima liinipikkuse: R=(p*l)/S > l = (R*S)/p Et suurimat liinipikkust arvutada, tuli arvesse võtta suurimat lubatud takistust (Rvalimistoon kaob), vase eritakistust ja juhtme ristlõikepindala (D=1mm) p = 0,0168*106(*m) S=0,785*106 (m2) R=6562,3 lsuurim = (6562,3*0,785*106)/(0,0168*106)=306,631 (km)
U(V)-pinge ka pingelangus ahelas R-takisti suurus Elekronide ja ioonide omavahelise mõjumise tulemusena tekivad elektronidele mitmesuguste suundades mõjuvad jõud.Järelikult takistab juht elektronide läbiminekut temast s.t tal on elektritakistus. Erinevatel ainetel on elektritakistus erinev.Seda isemloomustab füüsikalise suurus mida nim. eritakistuseks. Aine eritakistuse nim.sellest ainest 1m pikkuse ja 1m2 ristlõikepindala juhi takistus. Valem ;R-pl S Tarviteid saab ühendada vooluvõrku kahel viisil 1) järjestikku ehk jadamisi 2)rööbiti ehk parallelselt Jadamisi lülituse korral ühe tarviti lõpp ühendatakse teise tarviti algusega .See on ühejuhtmeline vooluahel. Rööpõhenduse korral vooluahela hargneb kahest või enamaks haruks. Kõik elektriahelate lahendused taanduvad jada-või rööpühenduse reeglitele.
tulemusena ristlõige väheneb ja kalibreeritakse, pind kalestub. Tõmmatakse nii terasest kui ka värviliste metallide sulamitest materjale. Tõmbamise tulemusena saame kalibreeritud traati, kuuskanti, torusid ja väga mitmesuguseid eriprofiile. Tõmbamine võimaldab kokku hoida nii materjali kui ka töömahtu. Tõmbamiseks nimetatakse metalltooriku etteantud profiiliga avast läbitõmbamist. Tõmbamisel on tööriistaks tõmbesilm. Tõmbamisprotsessis tooriku ristlõikepindala väheneb ja pikkus suureneb. Tõmbamine toimub reeglina külmalt, kuna kuumutamine, suurendades küll metalli plastsust, vähendab samal ajal tõmbetugevust. Tõmbamine kuulub külmsurvetöötlemisviiside hulka, mistõttu toimub metalli kalestumine. Samas, nagu külmsurvetöötlemisele omane, saavutatakse toodete suur täpsus ja pinnasiledus. Sageli ongi tõmbamise eesmärgiks mitte tooriku kujumuutus, vaid kalibreerimine mõõtmete täpsuse suurendamine ning pinnakareduse vähendamine.
Valitud kontsentratsioonidel leitud Z väärtused asendatakse Gibbsi adsorptsiooniisotermi võrrandisse . Väärtused on järgmises tabelis ning joonistatud on adsorptsiooniisoterm =f(c) Joonestan graafiku 1/=f(1/c), millest leian adsorptsiooni suuruse max pinna maksimaalselt täitumisel. Selleks kasutan Langmuiri võrrandi teisendatud kuju Leitud max järgi arvutan molekuli pindala adsorptsioonikihis S 0 ja adsorptsioonikihi paksuse l0, mis vastab molekuli paksusele. Ühe molekuli ristlõikepindala pindkihis: Adsorptsioonikihi paksuse, mis vastab molekuli pikkusele, saan seosest: Leain butanooli arvutusliku pikkuse, võttes kõigi sidemete vaheliseks nurgaks 109° Järeldus Eksperimantaalne ja arvutuslik tulemus on natukene erinevad ()
[mm] [mm] [mm] 2 1 14 p 2,3322 100 100 100 344,8 34,48 33,42 2 14 p 2,2530 100 100 100 323,6 32,36 Valem (2) N A – survetugevus, [MPa] N - prismale takendatud jõud, [kN] A – katsekeha ristlõikepindala, [mm] 4. Järeldus Esimestel päevadel kivistub betoon suhteliselt kiirelt, hiljem aga üha aeglasemalt. Seitse päevaga saavutab betoon ca 2/3 oma normtugevusest. 14 päevaga betooni suhteline tugevus on 70%. Normaaltingimustel 14 päeva jooksul kivinenud katsekehade survetugevuseks tuli keskmiselt 33,42 MPa. 3
Tähis on R ja mõõtühik . 4.Ohmi seadus vooluringi osa kohta ( valem ja tähiste selgitused ka ) ? Voolutugevus juhis on võrdeline juhi otsttele rakendatud pingega ja pöördvõrdeline juhi takistusega. I- voolutugevus , U- pinge, R- takistus 5.Millest sõltub juhi takistus (valem ja tähiste selgitused ka) ? · Juhi takistus sõitub juhi materjalist ja juhtmest 1. Juhi pikkus 2. Juhi ristlõikepindala 3. Aineeritakistus · Juhi takistus sõltub ka temperatuurist 1. Kui temperatuur tõuseb siis eritakistus suureneb (va.pooljuhtides) 6.Mida näitab aine eritakistus, selle tähis ja mõõtühikud ? Eritakistus näitab kui suur on elektrijuhti läbiva voolu takistus. Eritakistus sõltub materjalist. Tähis ja mõõtühik ( · m) 7.Kuidas sõltub erinevate ainete takistus temperatuurist ? Temperatuuri tõustes eritakistus suureneb. 8
u tugevuspiir ehk tõmbetugevus: 557,4 [MPa] Purunemispilt ja põhjendus Teras on plastne materjal ning enne purunemist deformeerub ta märgatavalt. Deformeerumise käigus tekib kael, mille keskelt keha ka lõpuks puruneb. 3 2. Tõmbekatse malmiga Katsekeha algandmed: Algpikkus l0 = 111,27 mm Lõplik pikkus l = 112,15 mm Algläbimõõt d0 = 19,88 mm Lõplik läbimõõt d = 19,87 mm Algristlõikepindala A0 = 310,4mm Ristlõikepindala peale purunemist Au = 310,1 mm2 2 Arvutused: Katkevenivus = (u/l0) * 100% u pikkuse muut, mis on mõõdetud purunemise järel l0 algpikkus = (0,88 / 111,27) *100 = 0,9 [%] Katkeahenemine = (A0-Au)/A0 *100% A0 - algristlõikepindala Au ristlõike pindala purunemise järel = (0,3)/310,4 *100 = 0,1 [%] Joonis 3. Malmi tõmbediagramm
annaabi.ee 
