Ćw. 3. Wyznaczenie rozkładu sił w złączu nitowym.

Transkrypt

1 Laboratorum z Podstaw Kostrukcj Maszy Ćw. 3. Wyzaczee rozkładu sł w złączu towym. 1. Podstawowe wadomośc pojęca. Połączea towe połączea erozłącze za pomocą tów róŝych częśc kostrukcyjych (blach, kształtowków tp.), wykoaych z róŝych materałów. Nt składa sę z łba, trzou (szyjk) zakuwk (wykoywaej przy zamykau tu), jak pokazao a rys Rys. 3.1 Zakuwae tu Kształty wymary tów są zormalzowae. RozróŜa sę: - ty ormale z łbam: kulstym, płaskm, soczewkowym, grzybkowym (rys. 3.2); - ty specjale: okrętowe, drobe do łączea metal eŝelazych, rurkowe, drąŝoe, wybuchowe tp. (rys.3.3). Rys. 3.2 Nty ormale

2 Laboratorum z Podstaw Kostrukcj Maszy Rys. 3.3 Nty specjale: a d) drobe, e) okrętowy, f h) rurkowe, ) drąŝoy, j) wybuchowy (przed po zamkęcu) Nty wykouje sę ze stal (St2A, St3A, St2N, St3N), z metal eŝelazych ch stopów (medz, mosądzu, alumum) oraz z tworzyw termoplastyczych (do towaa tworzyw sztuczych skóry). Połączea towe stosuje sę jako: - połączea moce w budowe mostów, kostrukcj budowlaych, dźwgc tp., - połączea szczele w budowe zborków otwartych a cecze lub cała sypke, - połączea moco szczele w budowe zborków kotłów wodych parowych, - połączea luźe, p. do łączea ogw łańcucha, - połączea zwykłe, którym e stawa sę Ŝadych szczególych wymagań (w blacharstwe, kaletctwe tp.) Rys. 3.4 Połączea towe: a c) zakładkowe, d) akładkowe jedostroe, e g) akładkowe dwustroe

3 Laboratorum z Podstaw Kostrukcj Maszy Na rys. 3.4 przedstawoo róŝe rodzaje połączeń szwów towych. Połączee towe charakteryzuje: średca tów d, podzałka szwu towego t, odległość mędzy szwam towym a oraz odległość szwu towego od brzegu łączoych elemetów e. Oblczea wytrzymałoścowe połączeń towych obejmują: - oblczee tów a ścae, - oblczee blach łączoych a rozerwae w przekrojach ebezpeczych, - oblczee śca otworów w blachach a acsk powerzchowe spowodowae przez ty. Dla potrzeb ćwczea rozpatrzmy połączee towe, w którym ty są rozmeszczoe szeregowo wzdłuŝ l dzałaa obcąŝea (rys. 3.5). Sła Q rozcąga złącze, starając sę przesuąć jede pas względem drugego. Gdyby pasy wykoae były z materału doskoale sztywego, sły dzałające a kaŝdy z tów byłyby sobe rówe. W rzeczywstośc w wyku odkształceń spręŝystych pasów, charakter rozkładu sł w złączu jest bardzej złoŝoy. Rys. 3.5 Schemat obcąŝea rozkładu sł w złączu towym. Sła tąca przeoszoa przez -ty t wyos: T = Q, ( + 1) Q( 1), gdze: Q ( 1), - sła dzałająca a odcku jedego z pasów po lewej stroe rozpatrywaego ta, Q - sła dzałająca a odcku tego samego pasa po prawej stroe rozpatrywaego, ( + 1) ta, W ejszych rozwaŝaach pomjamy sły tarca powstające a powerzch styku pasów przy ch wzajemym przemeszczau. Charakter zma sł dzałających a poszczególych odckach jest uwdoczoy a rys W pase I zaczyając od prawej stroy, zmeają sę oe stopowo, osągając wartość zero za ostatm tem. W pase II sły zmeają sę podobe lecz w keruku przecwym. Przykładowo a odcku pasa I dzała sła: Q = Q ( T + ), 5 T4 atomast a odpowadającym odcku pasa II dzała sła Q = Q ( T + T + ), 1 2 T3 przy czym spełoy jest zawsze waruek: Q Q = Q 3,4 + 3, 4

4 Laboratorum z Podstaw Kostrukcj Maszy Odkształcea rozpatrywaych odcków pasów będą odpowedo rówe: t t 3,4 = Q E F1 t t 3,4 = Q E F2 gdze: t podzałka szwu, E moduł spręŝystośc wzdłuŝej materału pasów, F 1, F 2 pola przekrojów pasów (bez uwzględea osłabea otworam pod ty). Jak wdać z powyŝszych rówań, odkształcea odpowadających sobe pasów e będą jedakowe, co wywołuje złoŝoy sta obcąŝea tów (zgae, ścae tów oraz acsk a ty ścak otworów). Oczywste jest, Ŝe ze zwększeem róŝcy odkształceń spręŝystych t t odpowadających sobe odcków pasów, zwększa sę obcąŝee tów. RóŜca będze ajwększa a skrajych odckach złącza (odcek 1,2 4,5), a ajmejsza w środkowej częśc. JeŜel przekroje obu pasów są jedakowe (F 1 = F 2 ), końcowe ty będą obcąŝoe ajbardzej, ale jedakowo, atomast ty środkowe - ajmej (rys. 3.6a). JeŜel przekroje pasów są róŝe (F 1 F 2 ), rozkład sł dzałających a poszczególe ty będze wyglądał tak, jak podao a rys. 3.6b. W tym przypadku sły dzałające a ty skraje e będą rówe. Najbardzej obcąŝoy będze t perwszy od stroy pasa o mejszym przekroju. Podoby rozkład obcąŝeń występuje takŝe dla połączeń akładkowych. Rys. 3.6 Rozkład sł tących dzałających a poszczególe ty w złączu 2. Schemat ops staowska laboratoryjego Przedstawoe a rys. 3.7 staowsko laboratoryje posada astępujące elemety: 1 korpus, 2 dźwga, 3 słowk hydraulczy, 4 prasa hydraulcza, 5 maometr, 6 złącze (próbka) ze szwem towym, 7 tesometry pomarowe, 8 tesometr kompesacyjy wzorcowaa, 9 mostek tesometryczy TDA 6, 10 rejestrator. Staowsko to umoŝlwa wyzaczee rozkładu sl w próbce rozcągaej ze szwem towym. ObcąŜea wzdłuŝego próbk dokouje sę poprzez dźwgę 2, za pomocą słowka 3, który zaslay jest olejem z prask hydraulczej 4. Welkość sły wyweraej a próbkę określa sę poprzez pomar cśea oleju w cyldrze słowka 3 za pomocą maometru 5 (uwzględając takŝe przełoŝee dźwg 2). Pomaru sł dokouje sę za pomocą układu pomarowego złoŝoego z tesometrów 7 8, mostka tesometryczego 9 oraz rejestratora 10. PoewaŜ układ merzy bezpośredo odkształcea spręŝyste, zatem po odczyce tychŝe

5 Laboratorum z Podstaw Kostrukcj Maszy odkształceń z rejestratora aleŝy w celu określea welkośc sł skorzystać z charakterystyk cechowaa układu pomarowego. Rys. 3.7 Staowsko pomarowe Kolejość czyośc przy wykoywau ćwczea - sprawdzć czy badaa próbka jest eobcąŝoa (maometr 5 wskazuje zero), - włączyć do sec uruchomć mostek tesometryczy wraz z rejestratorem, - wyzerować układ pomarowy (mostek, tesometry rejestrator), - dokoać obcąŝaa odcąŝaa próbk dla klku wartośc cśeń, a odczytae wskazaa z tesometru wzorcowaa wpsać do tabel (w celu wykoaa charakterystyk wzorcowaa układu pomarowego. Pomary powtórzyć trzykrote. Sła wzdłuŝa dzałająca a próbkę Q = F p η gdze: Q sła wzdłuŝa, F pole pow. tłoka w cyldrze, p - cśee wskazywae przez maometr, przełoŝee dźwg, η sprawość dźwg

6 Laboratorum z Podstaw Kostrukcj Maszy W celu wyzaczea charakterystyk wzorcowaa układu pomarowego aleŝy oblczyć współczyk regresj lowej: a = b = gdze: a, b wsp. regresj lowej, odczyt wzorcowaa, Q sła odpowadająca odczytow, lość odczytów wzorcowaa 1 Q a Q Q Na podstawe wskazań układu pomarowego zaleŝośc a słę wzdłuŝą dzałającą a próbkę, merzoe przez tesometry sły określamy z zaleŝośc: 2 a apręŝea: gdze: g grubość, s szerokość rozpatrywaego pasa Q = a + b = Q g s Lteratura: Mały Poradk Mechaka, tom 2, WNT, Warszawa 1984.