MHE0011 TUGEVUSÕPETUS I Variant nr. Töö nimetus: A9 B-0 Varrastarindi tugevusanalüüs pikkele Üliõpilane (matrikli nr ja nimi) Rühm: Juhendaja: MAHB - 32 Priit Põdra Töö esitatud: Töö parandada: Arvestatud: Antud: Dtross = 10 mm FLim = 58,3 kN u,Tõmme = 80 MPa u,Surve = 40 MPa [S] = 6 H = 4,8 m L = 1,7 m 1.0 Tarindi joonis antud andmetega: 1.1 Tarindi varraste sisejõud Lõige Tasakaalutingimuseks on Np Ntcos62,16 + Fcos135 = 0 Ntsi n62,16 Fsin135 = 0 Nt = 0,8F Np = 1,08F 2. Puitvarda tugevusarvutus Puitvarras on ühtlaselt surutud: Np = 1,08F = const (-) Puitvarda tugevustingimus: p = Np/Ap 1,...
summad. 3.Deformatsioonide liigid (nende skeemid). 4.Konstruktsiooni tugevuse varutegur. Selle suurus ja valikuprintsiibid. Piirpinge ja tegelike pinge vahelist suhet nimetatakse varuteguriks. Ebapiisav varutegur ei taga konstruktsiooni töökindlust, liigselt suur varutegur toob aga materjalide suurt kulu ja konstruktsiooni massi tõusu. Lõiget, mille jaoks varutegur on kõige väiksem, nimetatakse ohtlikuks lõikeks. Minimaalselt ajalikku varutegurit nimetata kse nõutavaks varuteguriks ning tähistatakse [S]. Nõutava varuteguri väärtus sõltub materjali omadustest ja kvaliteedist, koormuste iseloomust ja nende määramise täpsusest, konstruktsioonide vastutusrikkusest j.t. Sitketele materjalidele valitakse [S] = 1,2 ... 2,5, habrastele aga [S] = 2 ... 5. Konstruktsioonile lubatud pinge saadakse piirpinge ReH
projektsioonide ja momentide summad 3. Deformatsioonide liigid (nende skeemid). 4. Konstruktsiooni tugevuse varutegur. Selle suurus ja valikuprintsiibid. Piirpinge ja tegelike pinge vahelist suhet nimetatakse varuteguriks. Ebapiisav varutegur ei taga konstruktsiooni töökindlust, liigselt suur varutegur toob aga materjalide suurt kulu ja konstruktsiooni massi tõusu. Lõiget, mille jaoks varutegur on kõige väiksem, nimetatakse ohtlikuks lõikeks. Minimaalselt ajalikku varutegurit nimetatakse nõutavaks varuteguriks ning tähistatakse [S]. Nõutava varuteguri väärtus sõltub materjali omadustest ja kvaliteedist, koormuste iseloomust ja nende määramise täpsusest, konstruktsioonide vastutusrikkusest j.t. Sitketele materjalidele valitakse [S] = 1,2 ... 2,5, habrastele aga [S] = 2 ... 5. ReH
34. Määratlege nõutav varutegur! Nõutav varutegur [S] - näitab, mitu korda (detaili) tegeliku suurima pinge väärtus peab ületama arvutuslikku enne materjali piirseisundi saabumist (lühiajaliselt või avariiolukorras) konstruktsiooni kõige ohtlikkumas punktis. 35. Nimetage aspekte, mis mõjutavad varuteguri valikut! Koormusolukorra määramatuse hinnang (kui koormusi saab hinnata vaid ligikaudselt, tuleb võtta suurem varutegur - näiteks tuulekoormus mastile nõuab suuremat varutegurit, kui statsionaarse masina surve alusraamile); Materjali tugevuse määramatuse hinnang (kui kasutatavate materjalide omadused on teada ligikaudselt või need kõiguvad/muutuvad kas partiide või valmistajate lõikes või hoopis toote kasutusaja jooksul, tuleb võtta suurem varutegur); Arvutusskeemi täpsus ja metoodika lihtsustused (ligikaudsem skeem ja rohkem lihtsustusi eeldav metoodika nõuavad suuremat varutegurit, kui täpsem);
PROBLEEM: Liiga väike varutegur Liiga suur varutegur konstruktsiooni konstruktsiooni madal töökindlus suur materjalimahukus ja kõrge hind Varuteguri valikut mõjutavad mitmed aspektid: · koormusolukorra määramatuse hinnang (kui koormusi saab hinnata vaid ligikaudselt, tuleb võtta suurem varutegur näiteks tuulekoormus mastile nõuab suuremat varutegurit, kui statsionaarse masina surve alusraamile); · materjali tugevuse määramatuse hinnang (kui kasutatavate materjalide omadused on teada ligikaudselt või need kõiguvad/muutuvad kas partiide või valmistajate lõikes või hoopis toote kasutusaja jooksul, tuleb võtta suurem varutegur); · arvutusskeemi täpsus ja metoodika lihtsustused (ligikaudsem skeem ja rohkem
kN. 2. Samba ristlõike arvutus Arvutuslik paindemoment [3] l q2 52 M = Fw z + q ref b1 = 11,35 8 + 0,456 0,5 94 2 2 kNm kus posti ligikaudne laius on valitud b1 = 0,5 m. Posti ristlõiget arvutame paindetugevusest suurendades tugevuse varutegurit S. M R 355 M = [ ] = eH = 178 W S 2 MPa Posti materjaliks on valitud teras S355J2H (EN10219) [4]. Keemiline koostis: C 0,2%; Mn 1,6%; P 0,035%; S 0,035%. Mehaanilised omadused: voolavuspiir ReH (y) = 355 MPa; tugevuspiir Rm (u) = 490 630 MPa; elastsusmoodul E = 2,1.105 MPa; nihkeelastsusmoodul G = 8,1.104 MPa.
1. Ülesande püstitus Ülesandeks oli valida vastavalt martriklinumbrile ülesande variant. Minul ja sellel tööl on A-7 B-0. Järgmiseks tuleb joonestada etteantud skeemile ja tabelile vastav joonis. Lisaks tuleb avaldada puitvarda ja trossi sisejõud funktsioonidena koormusest "F". Koostada on vaja ka puitvarda ning trossi tugevustingimused, leida puitvarda läbimõõt täissentimeetrites ning arvutada lubatav koormus "F" täiskilonjuutonites. Lõpuks tuleb arvutusi kontrollida kasutades varutegurit ning koostada järeldus. Etteantud algandmed: H = 4,8 m = 4800 mm L = 1,8 m = 1800 mm T = 6,1 m = 6050 mm Trossi läbimõõt Ø= 10 mm ning nimiläbimõõt 8 mm Trossi piirjõud Flim= 40,8 kN = 40800 N Puitvarda tugevus pikikiudi tõmbel u, Tõmme = 80 MPa Puitvarda tugevus pikikiudi survel u, Surve = 40 MPa Tugevusvaruteguri nõutav väärtus [S] = 6 4 2
Minul ja sellel tööl on A-7 B- 2. Järgmiseks tuleb joonestada etteantud skeemile ja tabelile vastav joonis. Lisaks tuleb avaldada puitvarda ja trossi sisejõud funktsioonidena koormusest “F”. Koostada on vaja ka puitvarda ning trossi tugevustingimused, leida puitvarda läbimõõt täissentimeetrites ning arvutada lubatav koormus “F” täiskilonjuutonites. Lõpuks tuleb arvutusi kontrollida kasutades varutegurit ning koostada järeldus. Etteantud andmed: H = 3,5 m = 3500 mm L = 1,6 m = 1600 mm T = 4,8 m = 4800 mm Trossi läbimõõt Ø = 10 mm ning nimiläbimõõt 8 mm Trossi piirjõud FLim = 40,8 kN Puitvarda tugevus pikikiudi tõmbel σu, Tõmme = 80 MPa Puitvarda tugevus pikikiudi survel σu, Surve = 40 MPa Tugevusvaruteguri nõutav väärtus [S] = 6 Elastsusmoodul E = 117 GPa Hindamistabel Lahendi Sisu Illustratsioonid Tähiste Korrektsus Kokku
Näiteks võib väljendada varuteguri maksimaalselt võimaliku ja tegeliku nõlva kõrguse suhtena FH =Hm/H või nõlva võimaliku maksimaalse ja tegeliku kaldenurga suhtena F = m/ Meetodites, mis kasutavad osavarutegureid pinnase omadustele ja koormustele, tuleb arvutustes kasutada nn arvutusväärtusi cd = c/c ja d = arctan(tan/), kus c ja on tugevusparameetrite normväärtused ja c ning vastavad osavarutegurid. Kasutatakse ka varutegurit Fs = s/sv, kus s on pinnase tegelik nihketugevus lihkepinnal ja sv püsivuse tagamiseks vajalik nihketugevus. Kõverjoonelist lihkepinda kasutavate arvutusmeetodite puhul määratakse varutegur kui lihkekeha kinnihoidvate ja liikumapanevate momentide suhet F = M k/Ml. Näiteks on ideaalse liiva puhul (c = 0) varutegur F = / ja ideaalse savipinnase ( = 0) puhul FH= 4c/H. 9.6 Lõpmatult pika etteantud lihkepinnaga nõlva püsivus Joonisel 9
Kontrollida stabiilsustingimuse N CR N kehtivust (N = F): = ; kehtivust (N = F): = [ ] ; A [S ]N A CR 5. Kontrollida tegelikku varutegurit: SN = [S ]N . 13.3.3.2. Dimensioneerimine Määrata surutud varda ristlõike parameetrid! Antud: - koormus F; - varda pikkus l; Priit Põdra, 2004 206 Tugevusanalüüsi alused 13. SURUTUD VARRASTE STABIILSUS
mõtet, et tegelik varutegur ei tohi olla väiksem vajalikust ehk nimivarutegurist. Valitakse kogemuslikult, peab tagams nii konstruktsiooni ohutuse kui ka ökonoomsuse. Liiga väikese varuteguri korral pole tagatud ohutus, liiga suure puhul sisaldab konstruktsioon liigset materjali. Konstruktsioonimaterjalidega seotud mõjuritest märgime: Materjali ühtlust (nt puidu karakteristikud hälbivad märksa rohkem kui terase omad, sp tuleb kasutada suuremat varutegurit) Materjali ohtliku seisundi iseloomu (purunemine on ohtlikum kui plastne deformeerumine ja nõuab suuremat varutegurit) Konstruktsiooni kui tervikuga seotud mõjuritest võib nimetada: Konstruktsiooni vastutusrikkust (nt lennuki puhul on vajalik suurem varutegur kui laohoone korral) Koormuse eelhindamise võimalust (nt vedeliku surve reservuaaris on täpselt teada, samal ajal kui
15.27. Mida näitab efektiivne kontsentratsioonitegur (väsimuse korral)? =pingekontsentraatori mõju arvuline näitaja: 15.28. Mida näitab mastaabitegur (väsimuse korral)? = absoluutmõõtmete mõju arvuline näitaja 15.29. Mida näitab pinnaviimistlustegur (väsimuse korral)? = pinnakareduse mõju arvuline näitaja 15.30. Mida näitab väsimuspiiri alanemise tegur? 15.31. Kuidas saaks detaili vastupanuvõimet väsimusele tõsta? Suurendada varutegurit 15.32. Kuidas avaldub detaili tugevustingimus väsimusohu korral? Detaili väsimusohu korral avaldub (normaalpinge) tugevustingimus võrratusena: ehk kus: - lubatav pinge väsimusohu korral detaili väsimustsükli jaoks; R -materjali väsimuspiir detaili väsimustsükli jaoks; - nõutav väsimusvarutegur 15.33. Mida näitab väsimusvarutegur? Detaili tugevus on piisav = kõik varutegurid (ka väsimusvarutegur SF) on nõutavast varutegurist suuremad 15
Kalestumine-materjali proportsionaalsuspiiri tõusu ja plastsuse vähendamine korduval voolavuspinget ületaval koormamaisel.Materjal muutub hapramaks. 16. Varutegur, lubatav pinge, piirpinge, arvutuslik pinge. Varutegur tähendab konstruktsiooni või tema üksikosade loomist nii, et lubatud pinged on madalamad piirpingetest võrdeliselt varuteguriga. Seega lubatud pinge , kus · on lubatud pinge · R- materjali raugepinge · K- varutegur. Varutegurit kasutatakse selleks, et tagada konstruktsiooni ja tema üksikosade ohutut ja kindlat tööd, vaatamata tegelike töötingimuste ebasoodsatele erinevustele arvutuslikega võrreldes. Lubatud pinge määratakse purustava ehk raugepinge (R) ja varuteguri (K) jagatisena []=R/K Piirpinge leitakse laboratoorsete katsetega, tehakse kindlaks sellised pinged, mille saavutamisel proovikeha puruneb või tekivad jäävdeformatsioonid.
ning kronsteinile mõjub põikjõud 6286 N siis arvutan igale keevisõmblusele mõjuva jõu valemiga Fk=F/n Kus: Fk- keevisõmblusele mõjuv jõud F- kogu põikjõud n- keevisõmbluste arv Fk=6286 N/ 4=1571,5 N Keevisõmbluse tugevustingumuse [9, lk10] järgi arvutan keevisõmbluse tugevuse. Fk- ühele keevisõmblusele mõjv jõud l1- keevisõmbluse pikkus hk- keevisõmbluse laius Tugevustingimus on täidetud 70 kordselt ja ilmselgelt pole nii suurt varutegurit tarvis ,kuid eesmärgiks oli kronstein konstrueerina ühtse tükina nii, et kronsteini korpus oleks viimane asi mis puruneks kuna remontimiseks oleks tarvis keevitusaparaati, ning kvalifitseeritud keevitajat, et asi parandada. 11 Kronsteini kinnituspoltide arvutus Poltide tugevusarvutus pikkele Kronsteini tagumise plaadi aukude paigutamisel lähtusni sellest ,et auke oleks võimalikult
2 S 01 20934N , (2.2) Zk n 4 0.98 kus S01 esialgne enam koormatud trossiharu koormus N; Gkp0 konksu ja ploki mass kg; Zk kandvate trossiharude arv; n veerelaagrite kasutegur. Järgmisena leitakse arvutuslik trossi tõmbetugevus, kus arvestatakse tõstetava koormuse väärtust ning varutegurit. Arvutuslik jõud S01a on leitud valemiga (2.3) S 01a kv S 01 5.5 20934 N 115134 N 115.134 k N , (2.3) kus S01a ühe trossiharu arvutuskoormus N; kv trossi väikseim lubatud varutegur [2, lk 14]; S01 trossi ühe haru suurim koormus N. Valitud on kompaundkonstruktsiooniga trossitüüp: K-P [1, lk. 13, tabel 7]. Vastavalt arvutusliku jõu S01a suurusele (traadi tõmbetugevusel 160·107 N/m2) on saadud trossi
44. Tavaliselt inflatsiooniperioodil a) saavad kasu laenuandjad ja hoiustajad b) saavad kasu need, kellel on kindlad sissetulekud c) väheneb krooni ostujõud d) langeb tarbijahinnaindeks 45. Kolm omavahel seotud majandusringluse sektorit on a) valitsus, kaubandusbilanss ja palgad b) valitsus, ettevõtted ja kodumajapidamised c) maksud, valitsuskulud ja palgad d) maksud, kasumid ja palgad 46. Riigi majanduses kasutusel olev rahamass ilmselt suureneb, kui kommertspangad a) suurendavad reservi varutegurit b) võtavad klientidelt vastu sularahahoiuseid c) suurendavad väljaantavaid laenusummasid d) maksavad hoiustajatele välja sularaha 47. Marx uskus, et kaupade ja teenuste väärtus tuleneb a) nende tootmiseks vajalikust tööjõukulust. b) nende tootmiseks vajaliku tööjõu ja kapitali ühendatud jõupingutustest c) lisakapitali investeerimisest d) tööjõu ekspluateerimisest 48. Kauba nõudlus on elastne, kui a) kogutulu suureneb iga hinnalangusega b) kogutulu langeb iga hinnalangusega
25. Konstruktsiooni tugevuse varutegur. Selle suurus ja valikuprintsiibid. 30. Hooke'i seadus tõmbel. Piirpinge ja tegelike pinge vahelist suhet nimetatakse varuteguriks. Ebapiisav varutegur ei taga konstruktsiooni töökindlust, liigselt suur varutegur toob aga materjalide suurt kulu ja konstruktsiooni massi tõusu. Lõiget, mille jaoks varutegur on kõige väiksem, nimetatakse ohtlikuks lõikeks. Minimaalselt ajalikku varutegurit nimetatakse nõutavaks varuteguriks ning tähistatakse [S]. Nõutava varuteguri väärtus sõltub materjali omadustest ja kvaliteedist, koormuste iseloomust ja nende määramise täpsusest, konstruktsioonide vastutusrikkusest j.t. Sitketele materjalidele valitakse [S] = 1,2 ... 2,5, habrastele aga [S] = 2 ... 5. Konstruktsioonile lubatud pinge saadakse ReH piirpinge ja nõutava varuteguri kaudu 31
arvutusväärtusi cd=c/c ja d=arctan(tan /), kus c ja on andis lahenduse paigutiste arvutamiseks koondatud jõu P mõjumisel 4.3.4 Kandevime määramise teised meetodid Tuntumad tugevusparameetrite normväärtused ja c ning vastavad ühtlase lineaarselt deformeeruva isotroopse poolruumi pinnal. Valemi kandevõime arvutamise meetodid on Meyerhofi, Balla, Vesic, Brinch- osavarutegurid. Kasutatakse ka varutegurit Fs=s/sv , kus s on pinnase paigutuse arvutamiseks: s=[(1-v2)*f*B*p]/E, kus B on vundamendi Hanseni, Sokolovski ja Berezantsevi uurimustel rajanevad teooriad. Need tegelik nihketugevus lihkepinnal ja sv püsivuse tagamiseks vajalik laius, lahendid baseeruvad erinevatel arvutusmudelitel ja eksperimentaalsetel nihketugevus. Kõverjoonelist lihkepinda kasutavate arvutusmeetodite
Näiteks võib väljendada varuteguri maksimaalselt võimaliku ja tegeliku nõlva kõrguse suhtena FH =Hm/H või nõlva võimaliku maksimaalse ja tegeliku kaldenurga suhtena F = m/ Meetodites, mis kasutavad osavarutegureid pinnase omadustele ja koormustele, tuleb arvutustes kasutada nn arvutusväärtusi cd = c/c ja d = arctan(tan/ ), kus c ja on tugevusparameetrite normväärtused ja c ning vastavad osavarutegurid. Kasutatakse ka varutegurit Fs = s/sv, kus s on pinnase tegelik nihketugevus lihkepinnal ja sv püsivuse tagamiseks vajalik nihketugevus. Kõverjoonelist lihkepinda kasutavate arvutusmeetodite puhul määratakse varutegur kui lihkekeha kinnihoidvate ja liikumapanevate momentide suhet F = Mk/Ml. Näiteks on ideaalse liiva puhul (c = 0) varutegur F = / ja ideaalse savipinnase ( = 0) puhul FH= 4c/H. 9.6 Lõpmatult pika etteantud lihkepinnaga nõlva püsivus Joonisel 9
Piirpingeteks on tugevuspiir Rm, voolavuspiir ReH või tinglik voolavuspiir Rp0,2. Piirpinge ja tegelike pinge vahelist suhet nimetatakse varuteguriks. Sitke materjali jaoks R S eH . Ebapiisav varutegur ei taga konstruktsiooni töökindlust, liigselt suur varutegur toob aga materjalide suurt kulu ja konstruktsiooni massi tõusu. Lõiget, mille jaoks varutegur on kõige väiksem, nimetatakse ohtlikuks lõikeks. Minimaalselt vajalikku varutegurit nimetatakse nõutavaks varuteguriks ning tähistatakse [S]. Nõutava varuteguri väärtus sõltub materjali omadustest ja kvaliteedist, koormuste iseloomust ja nende määramise täpsusest, konstruktsioonide vastutusrikkusest j.t. Sitketele materjalidele valitakse [S] = 1,2 ... 2,5, habrastele aga [S] = 2 ... 5. Konstruktsioonile lubatud pinge saadakse piirpinge ja nõutava varuteguri kaudu ReH . S
annaabi.ee 
