Tugevusõpetus II Kodutöö 2 (0)

Mehhanosüsteemide komponentide õppetool
Kodutöö nr 2 õppeaines TUGEVUSÕPETUS II (MHE0012)
Variant
Töö nimetus
A
B
Pingekontsentraatoriga varda vastupidavus tsüklilisele paindekoormusele
3
5
Üliõpilane
Üliõpilaskood
Esitamise kuupäev
Õppejõud
2015
P.Põdra
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.
Varda mõõtmed valida vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A. Varda koormus valida vastavalt üliõpilaskoodi eelviimasele numbrile B.
Vajalikud etapid:

Koostada koormuse suurimale väärtusele Fmax vastav paindemomendi M epüür , koostada painde tugevustingimus ning arvutada varda peenema osa läbimõõt d, võttes varuteguri nõutavaks väärtuseks [S] = 4 ja ümmardades tulemuse täismillimeetriteks;
Korpus 0,5
R
D
Varras d

Arvutada etteantud seosest varda jämedama osa läbimõõt D, ümmardades tulemuse täismillimeetriteks, ja raadius seosest R = 0,2(D – d). Koostada varda ohtliku koha eskiis (mõõtkavas 1:1);

Määrata ülemineku B staatika pingekontsentratsiooniteguri Kt väärtus ning arvutada pingekontsentratsiooniteguri väärtus tsüklilisel koormusel K-1;

Koostada pingekontsentraatoriga ristlõike B ohtlike punktide kohaliku pinge ajalist muutust näitav graafik ;

Arvutada materjali pöördpainde väsimuspiir seosega -1 = 0,5Rm;

Arvutada ristlõike B kohalik väsimuspiir  D , kasutades väsimuspiiri alanemise tegurit, mille väärtus tuleb seosest 1
K = KkKmKpKtKu, kus (vt harjutustunni näide):

• Kk on koormusliigitegur,
  
• Km on mastaabitegur, mille tarvis ristlõike ekvivalentne läbimõõt arvutada seosega
  
• Kp on pinnakaredustegur,
  
• Kt on temperatuuritegur , mille väärtus valida kõrvaltoodud tabelist,
  
• Kp on usaldatavustegur, mille väärtus valida alltoodud tabelist;
  

dekv 
0,010462d 2
0,0766 2

Koostada ristlõike B kohalik väsimusgraafik, võttes 1000 pingetsükli tingliku väsimuspiiri väärtuseks -1E3 = 0,9Rm, ning määrata (arvutada) eeldatav pingetsüklite arv purunemiseni;

Formuleerida ülesande vastus.

Varda mõõtmed vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A

1
2
3
4
5
L = 100 mm, D = 1,50d
L = 120 mm, D = 1,45d
L = 140 mm, D = 1,40d
L = 160 mm, D = 1,35d
L = 180 mm, D = 1,30d
6
7
8
9
0
L = 200 mm, D = 1,25d
L = 220 mm, D = 1,20d
L = 240 mm, D = 1,15d
L = 260 mm, D = 1,10d
L = 280 mm, D = 1,05d
Varda koormus vastavalt üliõpilaskoodi eelviimasele numbrile B
1
2
3
4
5
F = 300 N
F = 700 N
F = 1100 N
F = 1500 N
F = 1900 N
6
7
8
9
0
F = 2300 N Lahendi õigsus
Sisu selgitused
Illustratsioonid
Tähiste seletused
Korrektsus
Kokku
F = 2700 N
F = 3100 N
F = 3500 N
F = 3900 N
1.Paindemomendi M epüür
L = 140mm  varda pikkus
D = 1,40d  varda peenema ja paksema osa diameetrite suhe
FA = 1900 N  varda otsale rakendatud jõud
FA = FB
[S] = 4  varutegur
Re =
= 295 MPa  voolepiir
Rm = 470 MPa  tugevuspiir
FA
FB
B
A
L = 140
M Nm
2660
0

Painde arvutusskeem
MA = 0  paindemoment punktis A
 paindemoment punktis B
Ohtlik ristlõige on punktis B.
1.2 Varda peenema osa läbimõõt
 üldine tugevustingimus
 ristlõike telg -tugevusmoment
Suurim paindepinge :
2.