Proračun Maš.el.,Koncet,Napona,Radna Opterećenja

7/26/2019 Proraun Ma.el.,Koncet,Napona,Radna Optereenja

1/9

Predavanje 2.) Osnove prorauna mainski elemenata,naprezanja

1. Osnove prorauna mainskih elemenata- Mainski elementi se proraunavaju sa ciljem da se za odreene radne usloveodrededimenzije dijelova ili da se izaberu standardni dijelovi,- Prorauni se ulavnom izvode sa ciljem provjere stepena siurnosti, odnosno

sposobnosti mainski! dijelova,- Prorauni zavise od vrsto"e materijala,- Proraun stepena siurnosti sastoji se od usporeivanja kritino i radnonapona.

1.1. Radna optereenja mainskih elemenata- Me!aniko optere"enje se izra#ava sistemom sila i spreova $momenata) ipredstavljajumjerne veliine optere"enja.- %amo optere"enje je posljedica radni! otpora koje maina savladava vra"ikoristan rad .- Osim radni! otpora mainski dijelovi su izlo#eni dejstvu unutranji! sila u sistemu$silazemljine te#e, otpori trenja, sile inercije &)- %va optere"enja koja su posljedica radni! otpora ili unutranji! otpora i inercijaineukupno optere"enje mainsko dijela.

1.2. Radni i nominalni naponi u mainskim dijelovima- Pod dejstvom spoljanji! optere"enja, mainski dijelovi trpe naprezanja .- 'aprezanja mou bili(

*ksijalna $istezanje + pritisak) %avijanje vijanje %micanje- o su etri osnovne vrste prosti! naprezanja meutim u mainskimkonstrukcijama,naprezanja mou bili slo#ena to jest kombinacija prosti! naprezanja.- 'apon je mjera stanja u mainskom dijelu, predstavlja unutranji otpor umaterijalusveden na jedinicu povrine popreno presjeka.


2/9


1.3. Koncentracija napona- oncentracija naponaje pojava neravnomjerne raspodjele napona po poprenompresjeku mainsko dijela na mjestu nale promjene presjeka $naomilavanjanaponski!linija).

1.3.1. Geometrijska koncentracija napona

olinik najve"e stvarno naponamax i nominalno napona

n zove se

/aktor koncentracije naponak (

k=max

n

- Pokazuje koliko je puta najve"i stvarni napon ve"i od nominalno napona,- koliko je poznat mo#e se proraunati najve"i napon za tap(max=kn

'ajve"i stvarni napon je mjerodavan pri proraunavanju elemenata, odnosno priutvrivanju stepena siurnosti, zbo toa to najjae naprenuta vlakna materijala

prije


3/9


ostali! vlakana, manje naprenuti! mou prei doputenu veliinu naprezanja.

oncentraciju napona izazivaju ne samo oblici ve" i neispravnosti i upljine umaterijaluili spoljanja optere"enja .

0aktor koncentracije napona za jedan te isti oblik elementa zavisti od vrstenaprezanja(najve"i je pri istezanju, neto manji pri savijanju a najmanji pri torziji.

1.3.2. Eektivna koncentracija naponamax=k

k -e/ektivni /aktor koncetracije napona

1.3.3. Osjetljivost materijala na koncentraciju napona- 1zra#ava se stepenom osjetljivosti materijala na koncentraciju napona

k koji

pokazuje u kom se stepenu smanjuje maksimalni napon uslijed lokalni! plastini!de/ormacija.

k=knnknn

=k1

k1

1.!. "inamika i#dr$ljivost- o preloma mainski elementa $loma) dolazi uslijed izlo#enosti dijela naponimakoje ne

mou da izdr#e .- 3eliina napona koji izaziva prelom zavisi od vrste naprezanja, stepenu promjenenaprezanja kao i drui! /aktora $temperature, trajanja optere"enja &).- 4a raunsku provjeru siurnosti elementa maine protiv preloma najoptiji znaajimajudvije vrste preloma( statiki prelom i prelom od zamora .- %tatiki prelom nastaje kada se elemenat izlo#i postepenom pove"anju sve dokne doedo preloma.- Prelom od zamora $dinamiki prelom ) mo#e nastati kada je elemenat izlo#enpromjenljivom naprezanju koje postepeno zamara materijal.- o preloma dolazi poslije izvjesno vremena ako je najve"i napon promjenljivonaprezanja ve"i od otpornosti materijala pri promjenljivom naprezanju.- *ko je mainski dio izlo#en promjenljivom radnom naponu, mjerodavni kritininapon jedinamika izdr#ljivost.

- 3elerova kriva $5o!ler) pokazuje vezu izmeu najve"e naponamax

promjenljivonaprezanja i broja ciklusa ' $broja periodini! promjena naprezanja) pri kojima seepruveta za ispitivanje lomi.

- koliko je napon max manji, utoliko je broj ciklusa ' do preloma ve"i.


4/9


- 'apon koji naprenuti materijal mo#e trajno izdr#ati jeD i to je osnovna

dinamikaizdr#ljivost materijala .

- 4a razliite materijale je i razliit brojN

0 poslije koje vie ne nastaje prelom

pod uticajempromjenljivo naprezanja, taj broj se naziva baza izdr#ljivosti i iznosi(

- 4a elik( 10106

za leure bakra( 50106

1.%. "ija&rami i#dr$ljivosti

- 1zdr#ljivost materijalaD za svaku vrstu naprezanja i za svaki tip promjenljivo

naprezanja, mo#e se izraziti kao zbir srednje i amplitudno napona(D=M+A ; D=M+A

A - amplitudna izdr#ivost materijala kao izraz sposobnosti materijala

a - amplitudni napon kojem je epruveta za ispitivanje izlo#ena i koji ne mo#e biti

ve"i od

amplitude koju materijal mo#e izdr#ati (Aa)

- 4a praktinu upotrebu si poodni razliiti dijarami izdr#ljivosti( %mitov $%mit!) i 6ejov $6ai!) dijaram.- ao osnova za izradu dijarama slu#e 3elerove krive do koji se dolazi ispitivanjem

izdr#ljivost materijala na odreenom broju epruveta.


5/9


- 7inija *,8,9,,: obilje#ava ranicu najve"i! napona istezanja max=D

- 7inija *;,8;,9;,;,: je ranina linija najmanji! naponamin

- 7inija $simetrala) :o,O,: $pod ulom od 82,8o),

- Oblik linije *,8,9,,: pokazuje da se sa pove"anjem srednje naponaM

pove"ava

izdr#ljivost materijalaD , a smanjuje amplituda izdr#ivosti

A .

- oblasti srednji napona pritiskaM $lijeva strana dijarama), smitov dijaram

trebao bida ima isti oblik krive $*,:o,*; ? *,:,*;), meutim materijal je vie izdr#ljiv uoblastipritiska neo istezanja ,- Meutim, za elik se rauna sa istim vrijednostima, pa se %mitov dijaramprikazujesamo s desne strane $a za vrijednosti s lijeve strane uzima se neativni predznak).

- Pravilo je da naponi elemenata ne prelaze ranicu razvlaenja F(0,2) . 4bo

toa sesmitov dijaram oraniava linijom ,0,;,- 7inija *,8,9, vrlo malo odstupa od prave linije pa se mo#e zamijeniti pravomlinijom *.


6/9


1.'. (ticaji na i#dr$ljivosti materijala- :ksperimenti su pokazali@dokazali da eometrijski oblik utie na izdr#ljivostmaterijala.- 'a izdr#ljivost elementa utiu i drui inioci( vrsta materijala, kvalitet obraene

povrine,temperatura itd&

- %tvarna izdr#ljivost elementaDn ili sklopa mo#e se odrediti laboratorijski.

- proraun /aktorZ $stvarni /aktor zamora) ulaze svi uticaji kojima je element

bio izlo#enza vrijeme ispitivanja.

Z=Dn

D

Dn - stvarna izdr#ljivost materijalaD - osnovna izdr#ljivost materijala

- %tvarni /aktor se rauna kao proizvod vie /aktora od koji se svaki odnosi samo najedanodreen uticaj na izdr#ivost materijala.Z=1 23

1.'.1. (ticaj koncentracije napona- 1spitivanjem je dokazano da je izdr#ljivost elementa izlo#eno promjenljivomnaprezanjuulavnom neto ve"a od izdr#ljivosti u skladu sa najve"im stvarnim naponom .max=kn

k - eometrijski /aktor koncentracije napona,

n - raunski nominalni napon

- %tvarni $e/ektivni) /aktor koncentracije napona $dinamiki /aktor koncentracijenapona) je

neto manji i odovara realnom stanju

(kn


7/9


- Osjetljivost materijala na koncentraciju napona zavisi ulavnom od njeovestrukture ioblika elementa.- ao mjerilo osjetljivosti materijala uveden je pojam osjetljivosti materijala na

koncentraciju naponak k=

knn

knn=

k1

k1

-%tvarni /aktor koncentracije naponak mo#e se odrediti po obrascu(

k=(k1 )k+1

1.'.2. (ticaj kvaliteta o)ra*ene povrine- valitet obraene povrine utie na dinamiku izdr#ljivost elementa $to je!rapavijapovrina utoliko je manja izdr#ljivost materijala ).

- obiajeno je da se pad izdr#ljivosti zbo !rapavosti izra#ava pomo"u /aktorakvaliteta

povrine1


8/9


1.+. ,tepen si&urnosti- ao mjera siurnosti pro prouavanju mainski! elemenata uveden je stepen

siurnosti

to je odnos karakteristino naponaK i najve"e napona

max kojem je

element izlo#enu toku rada i rauna se kao(

= k

max

- ao karakteristini napon mo#e se usvojiti(

- vrsto"a materijalaM > napona na ranici razvlaenja

F , izdr#ljivostD

&.- ada je elementi istovremeno izlo#en normalnim i tanencijalnim naponima,

mou seposebno odrediti stepeni siurnosti

i , a zatim izraunati svedeni stepen

siurnosti(

i=

2+

2

- %tepen siurnosti se mora uvesti u proraun( zbo neodreenosti podataka oosobinamamaterijala, ne!omoenosti materijala, eksplatacioni uslova, netanosti prilikomodreivanja sile i momenata, zbo eventualni! nepredvidivi! uticaja

1.+.1. ,tepen si&urnosti pri nepromjenljivom napre#anju - prema vrstoi

- %tepen siurnosti prema vrsto"i materijala

(K=M)

izra#en je odnosnom(

=M

max

I=35 + za nepromjenljivo naprezanje

II=1,5I=4,57,5 + za jednosmjerno promjenljivo naprezanje


9/9


III=3I=915 + za naizmjenino promjenljivo naprezanje

1.+.2. ,tepen si&urnosti pri nepromjenljivom napre#anju - prema &ranicira#vlaenja

- %tepen siurnosti prema ranici razvlaenja materijala

(K=F) izra#en je

odnosom(

F= F

max

1.+.3. ,tepen si&urnosti pri promjenljivom napre#anju - premaamplitudi i#dr$ljivosti- eBnicija stepena siurnosti prema amplitudi izdr#ljivosti zasniva se

na naelu da seepruveta, namijenjena odreivanju izdr#ljivosti materijala, izlo#ipostepenom pove"anju

amplitudno naponaa pri nepromjenjivom srednjem naponu

m sve dok

ne doe do

prekoraenja amplitude izdr#ljivostiA kada dolazi do preloma epruvete

zbo zamoramaterijala.

A= Aa

- od elemenata u eksploataciji, potrebno je uzeti u obzir dinamikuizdr#ljivost, pa serauna sa redukovanom amplitudom izdr#ivosti(

A= A

a

A- amplituda izdr#ljivosti materijala $%mit!ov dijaram)

a - amplitudni napon, odreuje se proraunom

+ raunski /aktor zamora materijala =12

k

k - stvarni /aktor koncentracije napona

A=12

k

A

a

Documents

Proračun Maš.el.,Koncet,Napona,Radna Opterećenja