Tugevus II - Kodutöö 3 (1)

MHE0012 TUGEVUSÕPETUS II
Variant nr.
A - 3
B - 1
Töö nimetus: Kodutöö nr. 3
Pingekontsentraatoriga varda vastupidavus tsüklilisele paindekoormusele
Üliõpilane (matrikli nr ja nimi)
Rühm:
MAHB - 61
Juhendaja :
Priit Põdra
Töö esitatud:
20.04.2012
Töö parandada:
Arvestatud:
Algandmed ja ülesande püstitus
Astmega ümarvarras on konsoolselt kinnitatud korpusesse. Ümarvarda otsale, kaugusel L korpuse seinast , mõjub ajas sümmeetrilise tsükliga muutuv punktjõud F = (Fmin ... Fmax) ( kusjuures Fmin = - Fmax). Varras on valmistatud terasest E295 DIN EN 10025-2
(voolepiir Re = 295 MPa ja tugevuspiir Rm = 470 MPa), varda töötemperatuur on kuni
T = 120 °C ja tulemuse usaldatavus peab olema 99 %. Varda pinnakaredus ohtlikus kohas on Ra = 3,2 µm. Dimensioneerida varras ja arvutada koormustsüklite arv kuni varda purunemiseni.
L = 140 mm
D = 1,40d
F = 300 N
[S] = 4
1. PaindemomendiM epüür ja varda peenemaosaläbimõõtd
Esmalt leitakse paindemoment M
Lõige tehti kui L = 70 mm
Painde tugevustingimus:
Varda peenema osa läbimõõt
= 42 Nm kuna väändemomenti ei ole
Kontrollime läbimõõdu d = 18 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)
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.
Tsükliline Staatiline
4.RistlõikeBohtlikepunktidekohalikupingeajalistmuutustnäitavgraafik
Kohalik paindepinge amplituudväärtus:
Kohalik paindepinge keskväärtus:
5. Materjali pöördpainde väsimuspiir
= Suurim sümmeetrilise pingetsükli amplituudpinge, mida sellest materjalist katsekeha talub purunemata enam, kui 106 pingetsükli vältel.
6. Ristlõike B kohalik väsimuspiir
, kasutades väsimuspiiri alanemise tegurit
Väsimuspiiri alanemise tegur:
Kkon koormusliigitegur, mille saab valida alltoodud tabelist. Antud juhul .
Km on mastaabitegur, mille tarvis ristlõike ekvivalentne läbimõõt arvutada seosega
Mastaabitegur
Kp on pinnakaredustegur. Selle vajalikud andmed järgnevast tabelist
Astme pinnakaredustegur:
Kt on temperatuuritegur, mille väärtus valida alltoodud tabelist.
Antud juhul
Ku on usaldatavustegur, mille väärtus valida alltoodud tabelist.
Antud juhul
Väsimuspiiri alanemise tegur:
7.Ristlõike B kohalikväsimusgraafik, võttes 1000 pingetsüklitinglikuväsimuspiiriväärtuseks. Eeldatavpingetsüklitearvpurunemiseni.
Tingliku väsimuspiiri väärtus:
Astme kohalik väsimuspiir:
Kohalik paindepinge amplituudväärtus:
Kohalik paindepinge keskväärtus:
Ristlõike A väsimusgraafik
Eeldatavpingetsüklitearvpurunemiseni:
Detail eitohikspuruneda, kunamaterjaliväsimuspiiriväärtuspeale 200MPaenameialane. Antuddetaili
Võibjäreldada, etsellisestmaterjalistantud detail eipurunegi, vaidtöötablõputult.
8.Tulemusjajäreldused
Varda peenema osa läbimööt d = 18 mm
Jämedama otsa läbimöör D = 25,2 mm
Varda üleminekuraadius R = 1,44 mm
Antud ning arvutatud andmete põhjal töötab detail sellise tsüklilise pinge juures purunemata lõputult.
Sellised tulemused sobivad näiteks mootoridetailidele, mis töötavad miljardeid töötsükleid, ilma purunemata. Näiteks väntvõllid, käigukasti vedavad ning veetavad võllid, nukkvõllid jms.