Arvutada puitvarda optimaalne läbimõõt d jakoormuse F suurim lubatav väärtus lähtudes komponentide omavahelisest asendist ja komponentide tugevusomadustest (valmistamise tolerantse, pingekontsentratsiooni ja puitvarda võimalikku nõtket arvestamata). Trossi nimiläbimõõt on 8 mm, elastsusmoodul E = 117 GPa ja piirjõud FLim = 40,8 kN, männipuidu (niiskusesisaldus 15 %) tugevus pikikiudu tõmbel ja survel on vastavalt u,Tõmme = 80 MPa ja u,Surve = 40 MPa. Tugevusvaruteguri nõutav väärtus [S] = 6. Vajalikud etapid: 1. Joonestada valitud mõõtkavas varrastarindi skeem (vastavalt väärtustele A ja B); 2. Avaldada trossi ja puitvarda sisejõud funktsioonidena koormusest F; 3. Koostada komponentide tugevustingimused ja arvutada puitvarda optimaalne läbimõõt d täissentimeetrites (lähtudes nõudest, et mõlema komponendi varutegurid oleksid ligikaudu võrdsed); 4
Arvutada puitvarda optimaalne läbimõõt d jakoormuse F suurim lubatav väärtus lähtudes komponentide omavahelisest asendist ja komponentide tugevusomadustest (valmistamise tolerantse, pingekontsentratsiooni ja puitvarda võimalikku nõtket arvestamata). Trossi nimiläbimõõt on 8 mm, elastsusmoodul E = 117 GPa ja piirjõud FLim = 40,8 kN, männipuidu (niiskusesisaldus 15 %) tugevus pikikiudu tõmbel ja survel on vastavalt u,Tõmme = 80 MPa ja u,Surve = 40 MPa. Tugevusvaruteguri nõutav väärtus [S] = 6. Vajalikud etapid (võib kasutada ka mõnd teist lahendusprotseduuri): 1. Joonestada valitud mõõtkavas varrastarindi skeem (vastavalt väärtustele A ja B); 2. Avaldada trossi ja puitvarda sisejõud funktsioonidena koormusest F; 3. Koostada komponentide tugevustingimused ja arvutada puitvarda optimaalne läbimõõt d täissentimeetrites (lähtudes nõudest, et mõlema komponendi varutegurid oleksid
Tasakaalutingimus. Avaldan trossi ja puitvarda sisejõud => 3. Tugevusarvutused ja tugevustingimused 3.1. Terastrossi tugevustingimus 3.2. Arvutan terastrossi koormuse F suurima lubatud väärtuse Terastrossile on ilmselt ohutu, kui Täiskilonjuutonites F < 1 kN 3.3. Puitvarda tugevustingimus 3.4. Leian puitvardale ohutu koormuse F, mis sõltub varda läbimõõdust. 3.5. Leian puitvarda optimaalse läbimõõdu. 3.5.1. Leian kõigepealt terastrossi tõelise tugevusvaruteguri. 3.5.2. Leian diameetri, kui terastrossi varutegur on ligikaudu võrdne puitvarda omaga, ning koormusena kasutan samuti terastrossi koormust. 3.6. Arvutan puitvarda koormuse F suurima lubatud väärtuse, kui d = 4 cm. 3.7. Tarindile lubatav suurim koormus F. Täiskilonjuutonites F < 1 kN 4. Tugevuskontroll. Arvutan varutegurid, kui F=1 kN 4.1. Puitvarda tugevusvarutegur. Tingimus kehtib, seega on puitvarda tugevus tagatud. 4.2. Terastrossi tugevusvarutegur.
Arvutada puitvarda optimaalne läbimõõt d jakoormuse F suurim lubatav väärtus lähtudes komponentide omavahelisest asendist ja komponentide tugevusomadustest (valmistamise tolerantse, pingekontsentratsiooni ja puitvarda võimalikku nõtket arvestamata). Trossi nimiläbimõõt on 8 mm, elastsusmoodul E = 117 GPa ja piirjõud FLim = 40,8 kN, männipuidu (niiskusesisaldus 15 %) tugevus pikikiudu tõmbel ja survel on vastavalt u,Tõmme = 80 MPa ja u,Surve = 40 MPa. Tugevusvaruteguri nõutav väärtus [S] = 6. Vajalikud etapid: 1. Joonestada valitud mõõtkavas varrastarindi skeem (vastavalt väärtustele A ja B); 2. Avaldada trossi ja puitvarda sisejõud funktsioonidena koormusest F; 3. Koostada komponentide tugevustingimused ja arvutada puitvarda optimaalne läbimõõt d täissentimeetrites (lähtudes nõudest, et mõlema komponendi varutegurid oleksid ligikaudu võrdsed); 4
F, mis mõjub komponente ühendavale liigendile. Arvutada puitvarda optimaalne läbimõõt d jakoormuse F suurim lubatav väärtus lähtudes komponentide omavahelisest asendist ja komponentide tugevusomadustest (valmistamise tolerantse, pingekontsentratsiooni ja puitvarda võimalikku nõtket arvestamata). Trossi nimiläbimõõt on 10 mm ja piirjõud FLim = 58,3 kN, männipuidu (niiskusesisaldus 15 %) tugevus pikikiudu tõmbel ja survel on vastavalt u,Tõmme = 80 MPa ja u,Surve = 40 MPa. Tugevusvaruteguri nõutav väärtus [S] = 6. Vajalikud etapid: 1. Joonestada valitud mõõtkavas varrastarindi skeem (vastavalt väärtustele A ja B); 2. Avaldada trossi ja puitvarda sisejõud funktsioonidena koormusest F; 3. Koostada komponentide tugevustingimused ja arvutada puitvarda optimaalne läbimõõt d täissentimeetrites (lähtudes nõudest, et mõlema komponendi varutegurid oleksid ligikaudu võrdsed); 4
Arvutada puitvarda optimaalne läbimõõt d jakoormuse F suurim lubatav väärtus lähtudes komponentide omavahelisest asendist ja komponentide tugevusomadustest (valmistamise tolerantse, pingekontsentratsiooni ja puitvarda võimalikku nõtket arvestamata). Trossi nimiläbimõõt on 8 mm, elastsusmoodul E = 117 GPa ja piirjõud FLim = 40,8 kN, männipuidu (niiskusesisaldus 15 %) tugevus pikikiudu tõmbel ja survel on vastavaltu,Tõmme = 80 MPa ja u,Surve = 40 MPa. Tugevusvaruteguri nõutav väärtus [S] = 6. Vajalikud etapid: 1. Joonestada valitud mõõtkavas varrastarindi skeem (vastavalt väärtustele A ja B); 2. Avaldada trossi ja puitvarda sisejõud funktsioonidena koormusest F; 3. Koostada komponentide tugevustingimused ja arvutada puitvarda optimaalne läbimõõt d täissentimeetrites (lähtudes nõudest, et mõlema komponendi varutegurid oleksid ligikaudu võrdsed); 4
c = = = 111,3MPa < [ ] c = 112.5MPa 0.25 z h l v r 0.25 * 8 * 0,0022 * 0.07 * 0.0175 Seega muljumisele tugevus on tagatud. Lõikepinge M 600 y = = = 53.6 MPa < [ ] = (0.5...06) * = 67.5MPa 0.25 * z * b * l 0.25 * 8 * 0.008 * 0.07 3 võtame tugevusvaruteguri [ S ] =3 Sellest järeldame et tugevustingimus on täidetud. TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT MHE0041 - MASINAELEMENDID I MASINAELEMENTIDE JA PEENMEHAANIKA ÕPPETOOL 5. Erinevate proovitud liidete eelised, puudused ning lõplik valik Liistliide Eelised 1) Mugav lahti ja kokku monteerida 2) Ehituselt lihtne (st lihtne toota) 3) Odav Puudused 1) Detailid, mida on vaja liita, peavad olema samatelgsed (tihti on seda keeruline tagada)
Viimasena tuleb arvutada trossi ristlõike pindala ja trossi pikkuse muutus ning formuleerida kogu ülesande vastus. Ülesande algandmed: d t = 8 mm - trossi nimiläbimõõt E = 117 GPa - elastsusmoodul lim ¿ F ¿ = 40,8 kN - trossi piirjõud u , Tõmme = 80 MPa - puitvarda tugevus pikikiudu tõmbel u , Surve = 40 MPa - puitvarda tugevus pikikiudu survel 3 [S] = 6 - tugevusvaruteguri nõutav väärtus H = 4800 mm L = 1800 mm =3,14 4 Joonis 1. Varrastarindi skeem mõõtkavas 1:50 2. Trossi ja puitvarda sisejõud funktsioonidena koormusest F Joonis 2. Lõige N t - terastrossi pikijõud (tõmbejõud), kN N p puitvarda pikijõud (survejõud), kN Nurkade leidmiseks koostan abijoonise. Teljestik on valitud nii, et x-telg langeks kokku puitvarda sihiga
16 T D 3 [ ] =¿ D 3 16152,8 36,75106 =¿ D 0,0277 m=¿ D 28 mm Eelisarvude reast R10'' on sobivaim diameeter 30mm. Hindamistabel Lahendi õigsus Sisu selgitused Illustratsioonid Tähiste seletused Korrektsus Kokku (täidab õppejõud) 4. Tugevuskontroll täisvõllile Tugevuskontrolli teostan tugevusvaruteguri kontrollimise kaudu. Kui varutegur on tagatud, on võlli tugevus tagatud (st väändepinge ei ületa lubatavat pinget). Varutegur on võrdne voolepiiri ja suurima väändepinge jagatisega. 6 29510 y [] = = 16152,8 10,2 8, tugevus tagatud. max 3 0,03 5. Õõnesvõlli mõõtmete arvutamine
2 2 max =| min|= = 3 = 3 =64,87 106 Pa 65 MPa W D 0,06 Võlli tugevus on tagatud. 5.3 Ekvivalentpinge ekv = 2max +4 2max = 652+ 4 6,52=66,28 67 MPa ekv =67 MPa [ ] =65 MPa Ühtlase 60mm läbimõõduga võlli tugevus ei ole tagatud, aga piisavalt suure tugevusvaruteguri tõttu võiks seda väikest erinevust lubada. 60mm MPa 65 MPa 6,5 65 6,5 6. Ülesande vastus 60mm läbimõõduga ümarvarda tugevus on tagatud suurima painde-ja väändepinge korral, kuid ekvivalentpinge korral mitte
annaabi.ee 
