Tartószerkezetek modellezése

Átírás

1 Tartószerkezetek modellezése 20. Elıadás A kapcsolatok funkciója: - Bekötés: Illesztés: 1 1 A kapcsolás módja: - mechanikus (csavar, szegecs) - hegesztési varrat 1

2 A kapcsolatok részei: - Elemvég - Kötés (kapcsolóelem, varrat) - Erıátadó elem (heveder, homloklemez, csomólemez) Az erıátadás módja: - nyírás - húzás A kapcsolatok funkciója, részei: - Bekötés: - Illesztés: 2

3 A kapcsolatok funkciója, részei: - Bekötés: Csavarozás: - Közönséges csavar: d= 12, 14, 16, 20, 22, 25, 27 mm urat átmérı: d 0 =d+(1, 2, 3) mm Jelölés: Md x hossz, szilárdság, : pl: M16x Szilárdság: 4.6, 5.6, 6.8, 8.8, 10.9 f yb fub. 10 f ub =500 N/mm 2 ; f yb =0,6x500=300 N/mm f 2 ub - Illesztett csavar: d=d 0 3

4 Csavarozás: - Nagyszilárdságú feszített (N) csavar: Szilárdság: 8.8, 10.9 Csavaranya meghúzása húzóerı a csavarszárban az elemek összeszorítása súrlódásos erıtovábbítás. Nyírt csavarok Csavarozott kapcsolatok osztályozása: A kapcsolatban levı csavaroknak az erıtovábbításban játszott szerepe szerint: A osztályú csavar: nem feszített; nyírás és palástnyomás, B osztályú csavar: feszített; Használhatósági há.: súrlódás, megcsúszás Teherbírási há.: nyírás és palástnyomás, C osztályú csavar: feszített; súrlódás, D osztályú csavar: nem feszített; húzás, E osztályú csavar: feszített; húzás, Húzott csavarok 4

5 Csavarozott kapcsolatok osztályozása: A kapcsolatban levı csavaroknak az erıtovábbításban játszott szerepe szerint: A - D osztályú csavar: nem feszített; nyírt és húzott, B - E osztályú csavar: feszített; nyírt és húzott, C - E osztályú csavar: feszített; súrlódás, nyírt és húzott. A kapcsolóelem viselkedése: nyírás - palástnyomás Összetett feszültségi állapot törési feltétel kísérletek alapján 5

6 A kapcsolóelem viselkedése: nyírás - palástnyomás Összetett feszültségi állapot törési feltétel kísérletek alapján Egy csavar nyírási ellenállása: v, 0,6 f = n A γ ub M 2 n a nyírási síkok száma, A a csavar keresztmetszeti területe, f ub a csavar anyagának szakítószilárdsága. γ M2 =1,25 A menetes rész nem ér a nyírás síkjáig. n=1 n=2 6

7 Egy csavar palástnyomási ellenállása: αb fud Σt b, = k1 γ M 2 t az egy irányba mozduló lemezek vastagsága, d a csavarszár átmérıje, f u az alapanyag szakítószilárdsága. γ M2 =1,25 Egy csavar palástnyomási ellenállása: αb fud Σt b, = k1 γ M 2 k 1 szélsı csavar esetén, e min 2,8 d 1,7; 2, 5 k 1 közbensı csavar esetén. p 2 min 1,4 1,7; 2, 5 d0 2 0 Helyi nyomás! 7

8 Egy csavar palástnyomási ellenállása: αb fud Σt b, = k1 γ α b szélsı csavar esetén, e min 3d α b közbensı csavar esetén. p min 3d 0 0 ; f f 1 ub ; u M 2 1,0 1 f ub ; 1,0 4 fu 1 ; Alapanyag vagy csavar? Szerkesztési szabályok: - Minimális csavartávolság, - Maximális csavartávolság, - Korlátozott a kapcsolat hossza: hosszú kapcsolat L j >15d teherbírás csökkentés. 8

9 Alapanyag tönkremenetele: - Lyuk oválosodás palástnyomás (képlékeny deformáció), - Alapanyag szakadás húzás (képlékeny törés), -Alapanyag kiszakadás nyírás. Alapanyag szakadása központos húzás: ( ) N t, = min N pl, ; Nu, A teljes keresztmetszet folyási ellenállása: A f y N = pl, u, γ M 0 A gyengített, nettó keresztmetszet képlékeny töréssel szembeni ellenállása: N 0,9 A = γ net M 2 f y 9

10 A csavarra jutó nyíróerı tervezési értéke: n n a kötıelemek száma a kapcsolatban, Ed a kapcsolatra jutó erı Korlátozott a kapcsolat hossza: hosszú kapcsolat teherbírás csökkentés. v, Ed = Ed A csavarra jutó nyíróerı nyomaték mőködése esetén: M x y, Ed = Σ i i = Ed ( x 2 + y 2 ) max M Ed ( x 2 + y 2 ) max y x, Ed Σ i i A kötıelemre jutó erıt összegezni kell más hatásokból származó, a kötıelemen mőködı erıkkel. 10

11 A kapcsolat ellenırzése: Ellenırzés nyírásra és palástnyomásra: v, Ed v, 1 Ellenırzés húzásra: N Ed t, 1 v, Ed b, 1 Hegesztett kapcsolatok: olytonos, alapanyaggal egyenértékő kapcsolatot biztosít. Eljárások: - kézi bevontelektródás ívhegesztés, - poralatti hegesztés, - védıgázas ívhegesztés. - varrathibák, varratvizsgálat - hegeszthetıség; - zsugorodási sajátfeszültségek, deformációk 11

12 Hegesztett kapcsolatok: Varrat típusok: Hegesztett kapcsolatok: Varratok mérete: - Gyökméret: -Varrat hossz: *Nem vehetı figyelembe, ha rövidebb, mint 30mm vagy 6a. *Varrat hossz: l=l 0-2a; a varratvégi kráterekkel, hibákkal csökkentve. *Hosszú varrat: l>150a; csökkentendı az ellenállás. 12

13 Hegesztett kapcsolatok: Hegesztett kapcsolatok méretezése: -Tönkremeneteli módok: a) varratmenti alapanyag tönkremenetele, b) varrat (heganyag) tönkremenetele Varratvizsgálat -Törési feltétel: Kísérletek alapján képlékeny törés. Hegesztett kapcsolatok: Hegesztett kapcsolatok méretezése: - Tompavarratok ellenállása: a) teljes beolvadású varrat: teherbírása azonos az alapanyagéval; nem kell vizsgálni, b) részleges beolvadású tompavarrat: ld. sarokvarrat. - Sarokvarrat: fiktív keresztmetszetre vonatkozó, fiktív feszültség komponensek segítségével. 13

14 Hegesztett kapcsolatok: Hegesztett kapcsolatok méretezése: - Sarokvarratok megfelel, ha: és teljesül. σ 2 2 ( τ + τ ) σ γ w f u β γ f u M 2 M 2 β w korrekciós tényezı pl.: S235 β w =0,8. Hegesztett kapcsolatok: 14