Tugevusõpetus I (5)

3. DETAILIDE TUGEVUS VÄÄNDEL
3.1. Millised on põhilised lihtsustused väänatud varda arvutusskeemis?
Võll on väänduv, (aga ei paindu); Alus on absoluutselt jäik; Laagrid on absoluutselt jäigad. Ei arvesta tühise mõjuga parameetreid: varda paine (kuna laagrid on rihmaratastele küllat ligidal); kõik vibratsioonid; võlli pöörlemisest tekkinud dünaamilised koormused (tsentrifugaaljõud jms.); hõõrdumine laagrites.
3.2. Mis on väändedeformatsioon? Väänava koormuse mõju vardale
väändedeformatsiooni iseloomustavad iga ristlõike väändenurk ϕ (raadiuse
pöördenurk algasendist) ja varda suhteline väändenurk γ
3.3. Kirjeldage puhast väänet! = varda
tööseisund, kus: *ristlõiked pöörduvad üksteise suhtes ümber varda telje; *varda telg jääb sirgeks ja varda pikkus ei muutu; *ristlõiked jäävad paralleelseteks ja risti teljega ; *ristlõiked jäävad tasapinnalisteks ja ei muuda kuju.
3.4. Nimetage puhta väände sisejõud! = keha osakestevaheliste jõudude (molekulaarjõudude) resultant
3.5. Defineerige väändemoment!
osakestevaheliste (sise-) jõudude resultant väändel
3.6. Sõnastage väändemomendi märgireegel! vaadates väändemomendiga sisepinda kõrvaldatud osa poolt):
Positiivne väändemoment on suunatud päripäeva ja vastupidi
3.7. Mida näitab väändemomendi märk epüüril? Vääne pos. või neg. suunas
3.8. Kuidas sõltub deformatsiooni füüsikaline olemus väändemomendi märgist?***
3.9. Mis on väändemomendi epüür? Väändemomendi epüüri abil määratakse detaili (võlli) lõigud, mis on kõige rohkem väändemomendiga koormatud ning seega ohtlikumad purunemise suhtes väändel.
3.10. Kuidas avaldub väändemomendi epüüril väänav üksikkoormus? Varda sisejõu (väändemoment T) avaldis ja väärtused muutuvad iga üksikkoormuse (pöördemomendi m) rakenduskohas
3.11. Kuidas avaldub väändemomendi epüüril väänav joonkoormus ? Iga (ühtlase) joonpöördemomendi mõju avaldub väändemomendi epüüril kaldsirgena
3.12. Määratlege nihkepinge ! sisejõu mõjumise siht on lõike (mõttelise sisepinna ) normaali sihiga risti (ehk piki lõike pinda)
3.13. Kuidas on põhimõtteliselt suunatud sama sisepinna nihkepinge ja normaalpinge?
Nihkepinge on suunatud piki detaili sisepinda (pinna normaaliga risti)
3.14. Kuidas jagunevad nihkepinged vastavalt sisejõu tüübile (ja deformatsioonile)? väändepinged = kui ristlõikeid üksteise suhtes pööratakse ümber varda telje; lõikepinged = kui lõikeid üksteise suhtes nihutatakse (näiteks materjali lõikamisel).
3.15. Defineerige positiivne ja negatiivne sisepinnad !
Positiivne sisepind = pinna normaal (telje suund) väljub sellelt pinnalt
Negatiivne sisepind = pinna normaal (telje suund) suubub sellesse pinda
3.16. Sõnastage nihkepinge märgireegel! Positiivne nihkepinge mõjub
positiivsel sisepinnal positiivses suunas (või negatiivsel sisepinnal negatiivses suunas)
3.17. Sõnastage nihkepinge paarsuse seadus! Ristuvate lõikepindade ühise serva ristsihis mõjuvad nihkepinged on võrdsed ja sama märgiga (suunatud mõlemad kas serva poole või sellest eemale) Kehtib kõikides kehades mistahes koormusseisundite korral
3.18. Kuidas avaldub nihkepingete paarsuse seadus väändel (joonis)? Väänatud ümarvarda pikilõikes mõjub ristlõike väändepingetega samaväärne lõikepinge
3.19. Defineerige puhas nihe! = pingeolukord (pingus) kus pingeelemendi ristuvatel pindadel mõjuvad ainult nihkepinged.
3.20. Millised pinged mõjuvad väänatud varda sisepinnal, mis on telje suhtes 45 kraadi kaldu? Suurim normaalpinge - pinnas, mis 45° ristlõike suhtes kaldu
3.21. Millisel sisepinnal mõjuvad puhta nihke korral suurimad tõmbepinged?
Puhtalt väänatud varda ristlõike suhtes 45° kaldu paikneb pind, kus materjal
töötab tõmbele ja nihe puudub
3.22. Kuidas puruneb väänatud ümarvarras, kui materjali nihketugevus on väiksem, kui tõmbetugevus? Purunemine ristlõikepinnal
3.23. Kuidas puruneb väänatud ümarvarras, kui materjali nihketugevus on suurem, kui tõmbetugevus? Purunemine kaldpinnal 45°
3.24. Miks tekivad väänatud ümarpalki (puit) teljesihilised praod?
puit on pikikiudu väiksema nihketugevusega, kui ristikiudu ja puruneb telglõikepinnal
3.25. Kuidas saab nihkepinge olla suunatud sisepinna väljaulatuvas nurgas? *
3.26. Kuidas saab nihkepinge mõjuda sisepinna kontuuril?
Ristlõike serval saab esineda vaid kontuuri puutujasihiline nihkepinge
3.27. Kus paikneb väänatud ümarvarda ristlõike ohtlik punkt (punktid)?
Ümarvarda ristlõike suurim väändepinge mõjub alati selle
ristlõikepinna serval ning väändepinge puudub varda teljel.
3.28. Mille poolest erinevad nihkepinge väärtused, mis mõjuvad puhtalt väänatud ümarristlõike võrdse polaarkoordinaadiga punktides?
3.29. Milles seisneb Hooke ’i seadus nihkel ?
seega on ka iga punkti väändepinge τ võrdeline tema raadiusega ρ (Hooke’i sedaus nihkel: τ = Gγ): τ = Kρ , kus: K -võrdetegur
3.30. Mis on ristlõike polaar -tugevusmoment? -vastupanumoment
3.31. Kui palju suureneb täis-ümarvarda väändetugevus, kui tema läbimõõtu suurendada kaks korda?
3.32. Miks tugevusõpetus ei käsitle mitteümarvarraste väändeprobleeme? need kuuluvad elastsusteooriasse.
3.33. Kus paikneb väänatud nelikant -varda ristlõike ohtlik punkt (punktid)? Pikima külje keskpunktis
3.34. Mis on lubatav väändepinge? = konkreetses ülesandes ohutuks loetud väändepinge
3.35. Kuidas arvutatakse lubatava väändepinge väärtus?
kus: [S]- nõutav tugevusvarutegur; τlim -materjali piirseisundile vastav pinge väändel ( piirpinge ) [Pa].
3.36. Sõnastage tugevustingimus väändel! Koormamisel vardas tekkiva väändepinge väärtused ei tohi ületada lubatavat väändepinget
4. LIIDETE TUGEVUS LÕIKEL
4.1. Millist mõju avaldab vardale teljega risti mõjuv koormus?
Lõikav koormus mõjub detaili materjali kihte üksteise suhtes nihutavalt (purunemisel detaili osad üksteise suhtes nihkuvad, kuid purunemispinnad jäävad samale tasapinnale, nagu enne purunemist).
4.2. Missugust koormust nimetatakse lõikavaks! varda teljega risti mõju põikkoormus
4.3. Nimetage neli lõikele töötavat liidet! Tihvtliide , neetliide , keevisliide , sarniirliigend
4.4. Kirjeldage põik-koormatud lühikese varda deformatsioone!
lõiketsoonis tekivad nihkedeformatsioonid; kontaktpinnal tekivad survedeformatsioonid;
4.5. Defineerige põikjõud! = osakestevaheliste (sise-) nihkejõudude resultant lõikel *takistab materjalikihtide nihkumist üksteise suhtes; *mõjub ristlõikepinna sihis; *rakendub ristlõike keskmes
4.6. Missugune tööseisund on lõige?
= varda tööseisund, kus ristlõikes arvestatakse vaid põikjõudu Q: *lõiketsooni ristlõiked nihkuvad üksteise suhtes varda telje ristsihis; *lõiketsoonist väljas jääb varda telg sirgeks; *lõiketsooni ristlõiked jäävad tasapinnalisteks.
4.7. Kus paikneb liites lõikele töötava varda lõikepinna ohtlik punkt (punktid)? Kahe lõikele töötava pinna vahel
4.8. Milles seisneb muljumine (lõikele töötavas liites)? -kui pindjõu intensiivsus (muljumispinge) ületab lubatava väärtuse, siis detail(id) deformeeruvad plastselt;
4.9. Kuidas määrata liite suurima muljumisohuga detail?
muljumisoht on seda suurem, mida väiksem on muljumispind (kontaktipind).
4.10. Kuidas on seotud tegelik ja tinglik muljumispinnad? Lihtsustuses: Tegelik muljumispind (silinderpind) asendatakse tinglikuga ( tasapind )
4.11. Kuidas arvutada kontaktpinna muljumispinge väärtusi?
F -ühe kontaktiala (arvestuslik) koormus, [N];
4.12. Kus paikneb tingliku muljumispinna ohtlik punkt (punktid)?***
4.13. Defineerige tugevustingimus lõikel!
Koormamisel vardas tekkiva lõikepinge väärtused ei tohi ületada lubatavat nihkepinget
4.14. Defineerige tugevustingimus muljumisele!
Koormamisel kontaktipinnal tekkiva muljumispinge (survepinge) väärtused ei tohi ületada lubatavat muljumispinget
4.15. Määratlege liite lubatav muljumispinge! = kontaktis olevate materjalide lubatavatest muljumispingetest vähim
4.16. Määratlege tugevuse seisukohast kvaliteetne neetliide! = liide on võrdtugev lõikele, muljumisele ja pikkele ehk Iga üksiku needi kõik tugevustingimused peavad olema samaaegselt täidetud
4.17. Miks on neetliite tugevusarvutuses tähtis neediava läbimõõt (mitte needi oma)? Neetimisel neet täidab neediava
4.18. Kuidas mõjutab needitud detailide vaheline hõõrdejõud neetliite tugevust? Takistab detailide liikumist
4.19. Miks on piiratud lõikava koormuse sihis ühte ritta paigutatavate neetide lubatud arv? Tead
4.20. Millistel juhtudel on neetliite kõikide lõikepindade sisejõu väärtused võrdsed (lõikepinnad on võrdselt koormatud)?
4.21. Kuidas toimida, kui neetliite kõik lõikepinnad ei ole võrdselt koormatud?
4.22. Kirjeldage lõikele töötavat keevisõmblust (joonis)!
4.23. Kuidas paikneb lõikele töötava kolmnurk -keevisõmbluse ohtlik lõige? õmblus puruneb sellises pinnas, kus keevisõmbluse materjali paksus on vähim;
4.24. Määratlege keevisliite tugevustingimus mitme keevisõmbluse korral!
*liite koormus F jaguneb kõigi keevisõmbluste vahel (sõltuvalt nende asukohast);
*iga õmluse sisejõud Q arvutatakse tasakaalutimgimustest (lõikemeetodiga):
**tugevustingimus peab olema täidetud iga õmbluse kohta eraldi:
4.25. Miks peab keevisõmbluse tegeliku pikkuse võtma arvutuslikust pikkusest suurema? Keevisõmbluse otste kvaliteet on alati halvem , seetõttu keevisõmbluse tegelik pikkus võetakse kogemuslikult (arvutuslikust) pikem (vähemalt 10 mm või hK võrra)