TARTÓSZERKETETEK III.

Átírás

1 TARTÓSZERKETETEK III. CSAVAROZOTT ÉS HEGESZTETT KAPCSOLATOK 1 CSAVAROZOTT KAPCSOLATOK 1.1 Központosn úzott rúd egyszer nyírt csvrozott illesztése 1. Átlpolt csvrozott kpcsolt ellenőrzése 1.3 Húzott lemez illesztése kétoldli célevederrel 1.4 Két szögcélból álló úzott rúd bekötése 1.5 yírásr és jlításr igénybevett kpcsolt ellenőrzése 1.6 Excentrikus kpcsolt ellenőrzése 1.7 Húzott csvrok ellenállás 1.8 Konzoltrtó ellenőrzése HEGESZTETT KAPCSOLATOK.1 Csomólemez bekötése kétoldli körbevezetett srokvrrttl. Központosn úzott rúd bekötése srokvrrttl.3 Excentrikus kpcsolt méretezése.4 Emelőülre áríttó erő megtározás.5 Zártszelvényű rúd bekötése

2 1.1 péld Ellenőrizzük z ábrán láttó 40x14 méretű központosn úzott rúd egyszer nyírt csvzott illesztését t, =600 k erőre. (A nyírt elület csvr menet nélküli részén ld át) Alpnyg: S75 u =430 /mm y =75 /mm Csvrok: 7, 8.8 ub =800 /mm yb =0.8 ub = =640 /mm d o =30 mm t t t t A teljes km olyási ellenállás: A y pl, k 1.0 o A csvrlyukkl gyengített km töréssel szembeni ellenállás: 0.9 Anet u 0.9(40 30) u, , 19k 1.5

3 A úzott km ellenállás: t, t, min( pl, ; 600 k u, rúd úzásr megelel! ) u, k A csvrok tervezési ellenállás A nyírási ellenállás: α v =0.6 ( H nyírt elület csvr menet nélküli részén ld át.) v ub A 4 v, k 1.5 A plástnyomási ellenállás: b, k 1 b u d t e 1 = 50 mm e = 60 mm p 1 = 80 mm p = 10 mm k 1 számítás: -erő irányár merőlegesen szélső csvr k 1 = min e d o k 1 =.5 -erő irányár merőlegesen közbenső csvr nincs kpcsoltbn. α b számítás: -erő irányábn szélső csvr α b = min e d o ub u

4 α b = erő irányábn közbenső csvr α b = min P d o ub u α b =0.639 A plástnyomási ellenállás: -erő irányábn szélső csvr: k1 b u d t b, , 74k 1.5 -erő irányábn közbenső csvr: k1 b u d t b, k 1.5 ind t csvr esetén plástnyomási ellenállás mértékdó! A kpcsolt ellenállás: A plástnyomási ellenállás szempontjából 4 db szélső és db közbenső csvrt trtlmz kpcsolt, melyek összegezve: vb, b, 4 b, 1 b, k Ellenőrzés: 600 k vb, k Teát kpcsolt megelel! Teljes szilárdsági kpcsolt, mivel: vb, k t, 780,19k t, 600k egjegyzés: A kpcsolt 4 csvrrl is megelelne. 4

5 5 600k ,, k b b Részleges szilárdsági kpcsolt, mivel: k k k t vb 780,19 k 7,96 de 600 7,96 t, vb,,,

6 1. péld egelel-e egy 30-0 átlpolt csvrozott kpcsolt, 1300 k úzóerő tereli? A nyírt elület csvr menet nélküli részén ld át. Alpnyg: S75 y =75 /mm u =430 /mm Csvrok:,8.8 d o =4 mm yb =640 /mm ub =800 /mm t t t t A km. úzási ellenállás: A teljes km. képlékeny tervezési ellenállás: A y pl, k 1.0 o A csvrlyukkkl gyengített szelvény törési tervezési ellenállás: Anet u 0.9 (30 4 4) u, k 1.5 A km. úzási ellenállás: ; k t, min pl, u, u,

7 t, =1387 k > t, =1300 k A km. úzásr megelel. A csvrok tervezési ellenállás: A nyírási ellenállás: ( nyírt elület csvr menet nélküli részén ld át) v ub A 4 v, k 1.5 A plástnyomási ellenállás: e 1 = 50 mm e = 40 mm p 1 = 80 mm p = 80 mm k 1 számítás: - erő irányár merőlegesen szélső csvr: - erő irányár merőlegesen közbenső csvr: α b számítás: - erő irányábn szélső csvr: 7

8 - erő irányábn közbenső csvr: A plástnyomási ellenállás: A csvrok elelyezkedésétől üggően négyéle plástnyomási ellenállás számíttó: 1. eset: k 1 =.5 α b =0.694 (4 db csvr) k1 b u d t b, k 1.5. eset: k 1 =.5 α b =0.861 (4 db csvr) k1 b u d t b, k eset: k 1 =.5 α b =0.694 (4 db csvr)

9 k1 b u d t b, k eset: k 1 =.5 α b =0.861 (4 db csvr) k1 b u d t b, , 80k 1.5 A kpcsoltok ellenállás: ivel z v, nyírási ellenállás minden esetben kisebb csvr b, plástnyomási ellenállásánál, ezért kpcsolt ellenállását nyírási ellenállásból kell számolni: vb, v, 16 v, k 1300k vb, k A kpcsolt megelel! Teljes szilárdsági kpcsolt, mivel: vb, 35,54k t, 1387k t, 1300k 9

10 1.3 péld. Illesszünk egy 400- méretű úzott lemezt, kétoldli célevederrel. Teljes szilárdságú kpcsolt esetén ány drb csvrr vn szükség? A nyírt elület csvr menet nélküli részén ld át. b. Részleges szilárdsági kpcsolt esetén milyen vstg evederekre és ány drb csvrr vn szükség t, =1300 k erő esetén? Alpnyg: S35 y =35 /mm u =360 /mm Az lklmzott csvrok minősége, 8.8 d o =4 mm yb =640 /mm ub =800 /mm A elvett csvrkiosztás: t t t t. A teljes km. képlékeny tervezési ellenállás: A y pl, k 1.0 O 10

11 A csvrlyukkkl gyengített szelvény tervezési törési ellenállás: Anet u (400 54) 360 u, k 1.5 A úzott km ellenállás: t, min( pl, ; u, ) u, k ivel evederek nygminősége megegyezik kpcsolt lemezekével és együttes sznos km-i területe ngyobb kpcsolt lemezekénél, ezért tervezési ellenállásukt nem kell külön vizsgálnunk. A csvrok tervezési ellenállás: A nyírási ellenállás: ( csvr kétszer nyírt) (eltételezzük, ogy nyírt elület csvr menet nélküli részén ld át) v ub A 4 v, k 1.5 A plástnyomási ellenállás számítás: e 1 =60 mm e =40 mm p 1 =80 mm p =80 mm k 1 számítás: - erő irányár merőlegesen szélső csvr k 1 =min e d o k 1 =.5 - erő irányár merőlegesen közbenső csvr k 1 =min p d o 11

12 k 1 =.5 α b számítás: - erő irányábn, szélső csvr - erő irányábn, közbenső csvr kpcsolt ilyen csvrt nem trtlmz! A plástnyomási ellenállás: k1 b u d t b, , 40 k 1.5 vb, min( v, 91,94k; b, 90,40k) 90, 40k A szükséges és lklmzott csvrszám teljes szilárdsági kpcsolt esetén n t, sz b, 90,40 db Az lklmzott drbszám n lk =10 db x5 b. A úzott lplemez tervezési ellenállás: t, k t, 1300k A úzott evederek tervezési ellenállás: Ac y 400 tc 35 cpl, tc 6, 9mm

13 Acnet u ( ) tc 360 cu, tc 8, 96 mm 1.5 t c,lk =10 mm Acnet u ( ) cu, ,5 k t, 1300 k 1.5 A csvrok tervezési ellenállás v, k k1 b d t u b, 64, vb, 64, 0 k t, 1300 nsz 4,9 nlk 5db 64,0 vb, k 13

14 1.4 péld Tervezzük meg két szögcélból álló úzott rúd bekötését csvrozott kpcsolttl. eltételezzük, ogy egy nyírt elület csvr menetes részén ld át, egy menet nélküli részén. A rúd szelvénye: ( ) A=15.5 cm =1550 mm (1 db szögcél) A csomólemez vstgság: 18 mm Alpnyg; S35 y =35 /mm u =360 /mm Csvrok: 0, 8.8 d o = mm yb =640 /mm ub =800 /mm A csvrkiosztás: e 1 = 45 mm ( d o = =44 mm 45 mm) p 1 = 70 mm (3 d o =3 =66 mm 70 mm) e = 45 mm ( szögcél gyökmérete) t A szögcélok tervezési úzási ellenállás: A β tényező megtározás eltételezzük, ogy két csvr elegendő p d o A teljes km. képlékeny tervezési ellenállás: A y pl, k

15 A csvrlyukkkl gyengített szelvény tervezési, törési ellenállás: Anet u 0.483(1550 8) 360 u, , 6k 1.5 A km úzási ellenállás: ; 38, k t, min pl, u, u, 6 A csvrok tervezési ellenállás: A nyírási ellenállás: Egy nyírt elület csvr menetes részén, egy menet nélküli részén ld át. α v = ; 5.6; 8.8 csvr α v = = ; 4.8; 5.8 csvr A s =45 mm (0 csvr eszültség km-e) v, v ub A s 0,6 ub A , , A plástnyomási ellenállás: 19,7 k b, k 1 b u d t k 1 számítás: - erő irányár merőleges szélső csvr: - erő irányár merőleges közbenső csvr A kpcsolt ilyen csvrt nem trtlmz! 15

16 α b számítás: - erő irányábn szélső csvr: - erő irányábn közbenső csvr ( leglább 3 csvrt lklmzunk) A plástnyomási ellenállás: k1 b u d t b, k 1.5 k1 b u d t b, k 1.5 inden csvr plástnyomásr megy tönkre ( v, > b, ) n sz t, b, 1 38,6.43db 157,13 vb, 157,13 314,6k t, 38, 6k A eltételezés, ogy db csvr elegendő nem volt elyes. A szögcélok tervezési, úzási ellenállás: (új β tényezővel) - új β tényező (3 db vgy több csvr eltételezésével) p d o 16

17 A csvrlyukkkl gyengített szelvény tervezési törési tárértéke: ' Anet u (1550 8) 360 u, k 1.5 ' ' ; 438. k t, min pl, u, u, 45 A szükséges és lklmzott csvrszám. eltételezzük, ogy minden csvr számított plástnyomási ellenállások közül kisebbikkel rendelkezik. A szükséges csvrszám: n sz t, b, 1 438,45.79 db 157,13 vb, 157,131186,85 501,11k t, 438, 45k Alklmzott csvrszám: n lk =3db 3x1 db, teát z új eltevés elyes volt. 17

18 1.5 péld yírásr és jlításr igénybevett kpcsolt ellenőrzése I trtó gerincének kpcsolt ( gerinc vstgság 14 mm, evedereké 10 mm) A szelvények és evederek nygminősége: S35 y =35 /mm u =360 /mm Az lklmzott csvrok minősége: yb =900 /mm ub =1000 /mm d 0 =0 mm A kpcsoltr tó üggőleges nyíróerő:v =600 k A nyíróerő gerinclemezek tlálkozásánál t ezért csvrozott kpcsoltot jlító nyomték tereli. A nyomték értékét kpcsolt középpontj (ezt csvrkép kétszeresen szimmetrikus elrendezése tározz meg) és z illesztés vonl közötti távolság igyelembe vételével számíttjuk ev mm 60km A legjobbn igénybevett csvr terelésének megtározás: Igénybevétel nyírásból (üggöleges): V 600 zv, 100 k n 6 18

19 A csvrkép poláris nyomték: I p b, x z mm Az igénybevétel jlításból: xm, zm, x x ED z ED z z x mx mx k k A csvrr tó erők eredője: k v, zv, zm, xm, 79 Egy csvr nyírási ellenállás ( kpcsolt kétszer nyírt): ub A v n 4, k 1.5 Plástnyomási ellenállás: xm zm, xs, 97,81k, zs, ,86 133,86 k xm,, xs, zm, zs A csvrok plástnyomási ellenállásánk számításánál z erőátdás irány () e 1 =70 mm p 1 =130 mm e =55 mm p =90 mm A módosító tényezők megtározás: - erő irányár merőleges szélső csvr: e ,0 0 d o k 1 = min k 1 =

20 - erő irányábn szélső csvr: e 1 3 d , ub 1000 α b = min u α b = 1,00 1 Az ellenállás: b u d t 1, b, k ,44 k 1.5 A kpcsolt ellenállásánk ellenőrzése ( plástnyomási ellenállás mértékdó): v, k 181,44 k vb, A kpcsolt megelel. 0

21 1.6 péld Ellenőrizze következő csvrkötést Alpnyg: S35 y =35 /mm u =360 /mm Az lklmzott csvrok minősége, 10.9 d o =4 mm yb =900 /mm ub =1000 /mm A kpcsoltbn tó üggőleges nyíróerő: V z, =60 k evz, (50 70) mm 19, 0km A legjobbn igénybe vett csvr terelésének megtározás: Igénybevétel nyírásból: (üggőleges) Vz, n 60 zv, 30 k A csvrkép poláris nyomték: I P, b x z ) ( mm Igénybevétel jlításból: xm, zmx k mx ( x z ) 1150 A csvrr tó erők eredője: v, mx, vz k xm, 1

22 Egy csvr nyírási ellenállás: ( kpcsolt egyszer nyírt) ub A v n 1 4, k 1.5 Plástnyomási ellenállás: xm zm, xs, 18,00 k, zs, 30 k xm, xs, zm, zs, A csvrok plástnyomási ellenállásánk számításánál z erőátdás irány () e 1 =70 mm e =75 mm p =150 mm A módosító tényezők megtározás: k 1 számítás: -erő irányár merőleges szélső csvr: α b számítás: -erőátdás irányábn, szélső csvr: k1 b u d t b, k 1.5 A kpcsolt ellenállásánk ellenőrzése ( plástnyomási ellenállás mértékdó) v = k < b, = k A kpcsolt megelel!

23 1. 7 péld Húzott csvrok ellenállás egelel-e kilkított kpcsolt? ( t, =0 k) Alpnyg: S75 y =75 /mm Lemez vstgság: t=18 mm u =430 /mm Csvrok: yb =640 /mm ub =800 /mm d=7 mm A=573 mm d o =30 mm A s =459 mm d m =44. mm t, =0 k t, t, A csvr úzási ellenállás: 0.9 ub As t, k 1.5 A kigombolódási ellenállás: 0.6 dm t p u Bp, k 1.5 Ellenőrzés: t, 0 k t,bp, min( t,; Bp, ) k Teát kpcsolt megelel! 3

24 1.8 péld egelel-e konzoltrtó beogás, =100 k erőre? Alpnyg: S75 u =430 /mm y =75 /mm Csvrok: 16, 5.6 ub =500 /mm yb =0.6 ub = =300 /mm d o =18 mm t mx V A legkedvezőtlenebb elyzetű csvrbn keletkező erők és nyomtékok: - nyírásból: ( nyíróerőt egyenletesen osztjuk el csvrok között) - nyomtékból: csvrirányú úzóerő! 4

25 A lineáris erőeloszlásból legngyobb úzóerő legelső csvrsorbn keletkezik. A legkedvezőtlenebb elyzetű ( orgástengelytől legtávolbbi) csvr tervezési ellenállás: - yírási ellenállás: A nyírt elület csvr menetes részén ld át, csvr egyszer nyírt A s =157 mm (16 csvr eszültség km- v=0,6 (5.6 csvrminőség esetén) - A plástnyomási ellenállás: e 1 =40 mm p 1 =80 mm e =60 mm p =80 mm k 1 számítás: - erő irányár merőleges szélső csvr: α b számítás: - erő irányábn szélső csvr: 5

26 A plástnyomási ellenállás A nyírási ellenállás mértékdó! - A csvr úzási ellenállás: - A csvr-lemez együttes kigombolódási ellenállás: A úzási ellenállás mértékdó! Ellenőrzés: yírás: Plástnyomás: Húzás: Kigombolódás: yírás+úzás: Teát kpcsolt megelel! 6

27 péld. Ellenőrizze z lábbi csomólemez kétoldli =4 mm körbevezetett srokvrrttl történő bekötését. b. A vízszintes rudt körbevezetett srokvrrttl rögzítjük. ekkor minimális b méret szükséges? Anyg: S35 Számítás z egyszerűsített módszerrel: u z összekpcsolt elemek úzószilárdság, u 360 / mm z nygminőségtől üggő korrelációs tényező 0, 8 w prciális tényező = 1,5 w A vrrt tervezési nyírási szilárdság: vw u 360, d 07,8 / mm 3 0,8 1,5 3 w b 88K 5 A vrrt tervezési ellenállás: = ,8= = 53 k A vrrtr tó igénybevételek: , 9k 143 V 101, 1k 186,9 101,1 1,5k 53k megelel! 7

28 péld Ellenőrizze központosn úzott rúd bekötését = 4 mm-es srokvrrttl! Anygminőség: S35 / egelel-e két omloksrokvrttl? b/ egelel-e két oldlsrokvrrttl? c/ egelel-e négyoldli srokvrrttl? Hm = 450 K H m = 4., = 4 H E d / H / H 350 = 4 H / b., = 4 HE d/ H 350 c., = 4 H 3.. ábr 8

29 Számítás z egyszerűsített módszerrel u 360 vrrt tervezési nyírási szilárdság vw, d 07, ,8 1,5 mm / Két omloksrokvrrttl w l H mm H l H ,1 414 mm vw, d 07,8 mm em elel meg. b/ Két oldlsrokvrrttl l mm H II H 10 l ,5 434 mm vw, d 07,8 mm egelel. c/ égyoldli oldlsrokvrrttl l 150mm (körbevezetett vrrt) l o 350mm A kpcsolt tárereje: o H H ( l l ) vw, d ( ) 07, ,0 K 450 K egelel. 9

30 .3 Péld éretezze konzol srokvrrtát (=?)! (ábr következő oldlon) / Kettő üggőleges oldlsrokvrrttl b/ Kettő vízszintes omloksrokvrrttl c/ égyoldli körbevezetett srokvrrttl d/ Háromoldli srokvrrttl Alpnyg S 35 y = 35 /mm u = 360 /mm w = 0,8 = 0,8 u vw, d 07,8 / 3 w ,8 1,5 mm w u ,8 1,5 mm u ,5 mm / Kettő üggőleges srokvrrttl l e =0-5 = 10 mm (=5 mm-t eltételeztünk) A vrrtkép súlypontjár redukált igénybevételek: = 40 k, =40(0,300+0,095)=15,80 km A vrrtbn z egyes igénybevételekből keletkező eszültségek: H l ED e , l e 6 15, , A kedvezőtlenebb elyzetű, jobboldli vrrtot vizsgálv eszültségek összegződnek:,36 95,4 395,99 491,3 3,0mm lk' vw, d 07,8 / mm 30

31 , S =? / H / H = 4 0 K b., H / S =? = 40 K H / c., H S =? 1 H1 1 H1 = 40 K H d., H S =? 1 58 = 40 K H 3.8. ábr S vr r tkép 31

32 b/ Kettő vízszintes srokvrrttl l e = 190-5=180 mm A vrrtkép súlypontjábn redukált igénybevételek megegyeznek z / pontbn megtározottkkl: = 40 k, =15,8 km A vrrtbn z egyes igénybevételekből keletkező eszültségek: 1 l e , H 0 0 l 6 15, e 398,99 Vizsgált z áltlános méretezési módszerrel: 3 3 w u 78,56 78, , u 78,56 u =1,97 mm lk = 3 mm 88 c/ égyoldli srokvrrttl l 1e = 0 mm l e = 190 mm (körbevezetett vrrt) A vrrtkép súlypontjáb redukált igénybevételek megegyeznek z / pontbn megtározottkkl: = 40 k, =15,8 km Az erőt vrrtok elületük rányábn (mi jelen esetben osszúkkl rányos) osztjuk szét: 3

33 ( o 1 o 1 ) (0 190) (0 190) A nyomtékot két erőpár ormájábn veszik vrrtok. Annk eltételezésével, ogy vrrtok súlypontjuk körül merev testként ordulnk el, ngyságuk rányos vrrtkép súlypontjától mért levő távolsággl: H H o 1 l l l e 1e le l 1e 1e le , , A vrrtokbn keletkező eszültségek: A üggőleges elyzetű oldlsrokvrrtok közül jobboldli vn kedvezőtlenebb elyzetben: o o ,78 1 II 0 o o ,50 H1 II 0 o o o 48,78 161,50 10,8 I I I vw, d 07,8 / mm 1,01mm lk 3mm (minimális vrrtméret) vízszintes elyzetű omloksrokvrrtok: H w, , , ,49 34, , ,06 mm lk min 3 mm 33

34 d/ Háromoldli srokvrrttl l o 1 0mm l mm A vrrtkép súlypontj ( vrrtosszok rányábn): x s 58mm A vrrtkép súlypontjár redukált igénybevételek: =40 k, =40(0,49-0,058) = 17,8 km Az erőt vrrtok elületrányosn (osszrányosn) veszik el: o o 1 Az nyomtékot - közelítésként - csk vízszintes elyzetű omloksrok vrrtok veszik el (z oldlsrokvrrt elnygoltó) erőpárként: H 17, A vrrtokbn keletkező eszültségek: üggőleges elyzetű oldlsrokvrrt: o 1 o II ,80 0 vw, d 07,8 / mm 0,33mm lk min 3mm 34

35 35 Vízszintes elyzetű omoksrokvrrtok: mm mm H H lk w II II H 3, ,6 3 47, ,94 44, , , , (A üggőleges elyzetű vrrt is dolgozik, bár ezt elnygoltuk.)

36 .4 Péld ekkor z emelőülre áríttó erő, teerbírást ellenállás szbj meg. körbevezetett srokvrrt Alpnyg S35 y = 35 /mm u = 360 /mm w = 0,8 = 1,5 w u ,8 0,5 mm kétoldli, = 5 mm-es körbevezetett srokvrrt A sznos vrrtossz: l e =60mm A vrrtkép súlypontjár redukált igénybevételek: /, V /, 00 / 00 z z z 36

37 A vrrtbn z egyes igénybevételekből keletkező eszültségek: l e, V IIV l e, I v 00 y 11, , I y , mm 4 A eszültségek vrrt bloldlán összegződnek: = + =, , =15, , w, , ,800 3, ,85 k 37

38 .5 Péld ekkor leet z erő bekötés teerbírás lpján? Anygminőség: S35, vrrtminőség: I. osztályú, = 4 mm-es srokvrrt Alpnyg S35 y = 35 /mm u = 360 /mm w = 0,8 = 1,5 w u ,8 0,5 mm A sznos vrrtossz: l e mm A vrrtkép súlypontjár redukált igénybevételek: x V z 50 x 00 z 50 38

39 A vrrtbn z egyes igénybevételekből keletkező eszültségek (z ébredő eszültségek irányát első, ill. z lsó srokvrrtbn z ábrán tüntettük el): 1, , , V V V 1, V 3 V 0,868110, 50 6, , első vrrt eszültségkomponensei: V V z lsó vrrt eszültségkomponensei: V V első vrrt jobbn kisznált. Vizsgált áltlános eljárássl: 3, ,8681 0,8681 4, , ,8681 0,8681 4, , ,8681 0,8681 4, , ,8681 0,8681 4, , , 3 3 w, 6, ,3403 9, / 10 mm 37,4 k 39