Upload
jefimija-parezanin
View
225
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/24/2019 Hand out-2
http://slidepdf.com/reader/full/hand-out-2 1/7
1
MAŠINSKI FAKULTET BEOGRAD
Inovativni razvoj tehničkih sistema Prof. dr Milosav Ognjanović
Zadaci
Zadatak 1
Izračunati opterećenje (silu F ) koje prikazana poluga na sl. 1, može prenositi sa stepenom
sigurnosti 1,25
a) pri statičkoj sili F b)
pri naizmeničn promenljivoj sili F .Poluga je livena od SL 250, Re=0,7 Rm.
Slika 1.
Rešenje:
Poluga je izložena savijanju dejstvom sile F . Najveći napon je u preseku x-x. Savijanje se
ostvaruje oko ose otvora u ovom preseku jer sila F ostvaruje moment oko ove ose. Otpornimoment savijanju oko ove ose je
554023512
163530 33
maxmax
y
I I
y
I W xu xs x mm3
Napon savijanja treba da je manji od dozvoljenog tj.
doz
F
W
M
5540
2150;
doz doz l
W F
2150
5540
a) Naprezanje koje nije u stanju da dovede do Zamora u aproksimaciji se smatra statičkim.Dozvoljeni napon za statičko naprezanje je
23825,1
4257,07,0
S
R
S
mTM
doz
N/mm2
Pošto napon tečenja pri zatezanju standardne epruvete Re nije jasno izražen to ga nema utablici 3.4 (str. 88 – Razvoj i dizajn mašina), to je ova veličina data preko napona na savijanje
pri statičkom lomu Rm=425 N/mm2 za sivi liv SL 250. Nosivost poluge tj. Sila koju poluga
može prenositi pri ovim uslovima je
1757823886,732150
5540
doz doz l
W F N, F =17,5 kN
2
30
35
16
y
x
7/24/2019 Hand out-2
http://slidepdf.com/reader/full/hand-out-2 3/7
3
Slika 2.
Rešenje:
Pošto su svi uslovi isti, nosivost će biti ista ako su otporni momenti u preseku x-x isti. Kod
varijante na slici 1, otporni moment W 1=5540mm3. Kod varijante na slici 2 pravac dejstva sile
nije promenjen kao ni pravac ose x oko koje savija. Promenjen je pravac otvora 16, a otporni
moment je
1666,26624012
4016 3
maxmax
2
d d
y
I I
y
I W xu xs x
Izjednačavanjem21
W W dobija se
1666,2665540 d
3666,266
66,266165540
d mm
Poprečni presek 5703016351 A mm2, a površina preseka
kod druge varijante je 80040163640162
d A mm2.
To pokazuje da je materijal u prvoj varijanti (sl.1) bolje iskorišćen.
Zadatak 4
Na slici 3 prikazan je kovani oblik rama od Č 0460, izložen dejstvu sile F koja u radnom veku
ima nekoliko hiljada promena koje nisu u stanju da dovedu do zamora te se može smatrati
statičkom. Odrediti veličinu ove sile za stepen sigurnosti rama S =2.
Slika 3
d
150
40
d
40
16
y
x
10
7/24/2019 Hand out-2
http://slidepdf.com/reader/full/hand-out-2 4/7
4
Rešenje:
Najveći naponi su u ravnom delu rama koji je izložen zatezanju i savijanju. Savijanje seostvaruje oko ose x za koju je otporni moment
2300028012
601028030 33
max
y
I W x mm3, a površina 1200601028030 A mm2
Naponi na savijanje i na istezanje u preseku x-x je
F
F
W
M
s
31026,8
23000
280150
; F F
A
F
z
410333,8
1200
Ukupni uporedni napon se dobija sabiranjem ovih napona ali tek pošto se izvršitransformacija tako da naponi imaju isti karakter. Transformacijom napona savijanja u napon
zatezanja dobija se
F F
R R
s
e
e
z s
s
z
z s z i 7333,6
4,11026,810333,8
4,1
3
4
Pošto je opterećenje statičko kritični naponi su za statičko naprezanje. Za zatezanje to jenapon tečenja standardne epruvete izložene zatezanju Re , a za savijanje kritični napon je većii može se usvojiti 1,4 Re. Uporedni napon treba da je manji od dozvoljenog napona na
zatezanje te je
130
2
260
S
R
S
e z
doz i
N/mm2; 130107333,6 3
F ; 19307 F N; F=19,3 kN
Napon tečenja epruvete za Č 0460 Re je iz tab. 3.4 strana 88, za debljine ispod 16 mm poštosu kovana rebra na profilu preseka x-x debljine 10mm.
Zadatak 5
Obradjena ploča od Č 0545, prikazana na slici, spojena je zavarivanjem (kvalitet šava srednji C),izložena je dejstvu naizmenično promenljive sile F . Odrediti potrebnu dužinu preklopa spojenihdelova l (dužinu preklopa zavarenog šava) tako da nosivost šava bude jednaka nosivosti ploče u
preseku X-X.
M
F
F F
y
3010
60
80
7/24/2019 Hand out-2
http://slidepdf.com/reader/full/hand-out-2 5/7
5
Slika 4
Rešenje:
Ploča u preseku X-X izložena je naizmeničnom naponu zatezanja, stepen sigurnosti je
DM
xS ; F
F
A
F 3101
5020
; 1501
188,095,0180321
1
k
D DM
N/mm2
Zavareni šav je dejstvom sile F izložen smicanju. Napon smicanja i stepen sigurnosti šava su
l
F
l
F
A
F
z 142807202
;
DM
z S
6,407,04,0145
1
11211
21
11321
1 z z D
z z
D
kz
D
k
D DM
N/mm2
Kritični napon zavarenog spoja odredjuje se na osnovu kritičnog napona (dinamičkeizdržljivosti) slabijeg materijala u spoju. Faktori uticaja 1321 , a na smanjenje izdržljivostiutiče samo koncentracija napona
z z kz 211 izazvana oblikom šava
z 1 i greškama u šavu
koje zavise od njegovog kvaliteta z 2
(tab.4.5 strana 131). Izjednačavanjem stepena sigurnostidobija se
DM
z
DM
x S S
l F F
14280
6,40
101
1503
; l 142806,4010150 3
; 244l mm
Zavareni šav po jedinici površine poprečnog preseka znatno manje izdržljivosti te je potrebnavelika dužina šava kako bi stepen sigurnosti u ova dva preseka bio isti.
Zadatak 6
Neobradjena ploča od Č 0645, prikazana na slici, spojena je zavarivanjem (kvalitet šavasrednji C), izložena je savijanju. Odrediti potrebnu debljinu šava tako da nosivost zavarenogspoja bude jednaka nosivosti ploče u preseku pored šava. Napon je promenljiv sa odnosom sr / g =0,66.
l
20
50
7
F
F
X
X
7/24/2019 Hand out-2
http://slidepdf.com/reader/full/hand-out-2 6/7
6
Slika 5
Rešenje:
Potrebna debljina šava biće odredjena izjednačavanjem stepena sigurnosti samog šava istepena sigurnosti konzole pored šava. Konzola je izložena savijanju. Može se usvojiti da je
krak sile od 400mm isti za oba ova poprečna preseka tj. da su momenti savijanja isti. Otpornimoment za zavarene šavove W z i za konzolu izvan šava W su
800006
20012 2
W mm3; aa
W z
133336
2002
2
mm3
Sila na konzoli je promenljiva sa odnosom sr / g =0,66 koji predstavlja ctg =0,66 gde je
ugao nagiba linije radnog napona (tab.3.10 strana 92). Prema podacima u ovoj tablici
dinamička izdržljivost konzole van šava je
5,213
1
17,01305321
11
k
D M D
N/mm2
729,01
17,01
440
305211211 321
0
1
k D
D
M tg
5,411
729,066,01
5,213
1
1
M
M D
DM tg ctg
N/mm2
Za istu promenu napona, dinamička izdržljivost zavarenog šava
8,1237,058,03052111 z z D Mz D
N/mm2
843,07,058,0440305211211 21
0
1
z z
D
D M tg
279
843,066,01
8,123
1
1
M
Mz D
DMz tg ctg
N/mm2
Izjednačavanjem stepena sigurnosti šava i ploče sledi
S S z ;
z
DMz
z
DMz
z
W
M S
;
W
M S
DM DM
; W W
DM z DMz
800005,41113333279 a ; 8,8a mm
20
0
12 a 400 F
7/24/2019 Hand out-2
http://slidepdf.com/reader/full/hand-out-2 7/7
7
Zadatak 7
Izračunati stepen sigurnosti zavarenog spoja ručice prikazane na slici. Materijal rušice jeČ0545, zavarivanje je srednjeg klase kvaliteta C. Broj promena sile F =1kN u radnom veku je
1000, nedovoljan za zamor.
Slika 6
Zadatak 8
Formirati familiju od 3 ručice usvajajući da je ova prikazana na slici najmanja. Dužina ručicese povećava od datih 200mm do 540mm kod trećeg člana familije. Odrediti faktor porasta za
silu F tako da naponi kod svih članova familije budu isti.
Zadatak 9
Na slici 7 prikazan je ugaonik izradjen od neobradjenog lima od čelika Č0460, u dve
varijante. Jedna je isečena iz ploče, a druga je spojena zavarivanjem traka posredstvom šavaoblika X srednjeg kvaliteta C. Opterećenje se ostvaruje silom čiji su pravac i smer prikazani
na slici. Odrediti odnos stepena sigurnosti ugaonika za data varijantna rešenja za statičkuveličinu sile.
Slika 7
F
3
25
200