Wytrzymałość Materiałów

Podobne dokumenty
Wytrzymałość Materiałów

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Wytrzymałość Materiałów

Wytrzymałość Materiałów

2. Pręt skręcany o przekroju kołowym

STATYCZNA PRÓBA SKRĘCANIA

Ścinanie i skręcanie. dr hab. inż. Tadeusz Chyży

Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów studia niestacjonarne I-go stopnia, semestr zimowy

SKRĘCANIE WAŁÓW OKRĄGŁYCH

Wytrzymałość Materiałów

Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów sem. I studia niestacjonarne, rok ak. 2015/16

Podstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie

Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów sem. I studia niestacjonarne, rok ak. 2014/15

Wytrzymałość Konstrukcji I - MEiL część II egzaminu. 1. Omówić wykresy rozciągania typowych materiałów. Podać charakterystyczne punkty wykresów.

Spis treści. Wstęp Część I STATYKA

Rodzaje obciążeń, odkształceń i naprężeń

Wytrzymałość Materiałów

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z PRZEDMIOTU: KONSTRUKCJE BUDOWLANE klasa III Podstawa opracowania: PROGRAM NAUCZANIA DLA ZAWODU TECHNIK BUDOWNICTWA

Wytrzymałość Materiałów II studia zaoczne inżynierskie I stopnia kierunek studiów Budownictwo, sem. IV materiały pomocnicze do ćwiczeń

Wytrzymałość materiałów

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia. Wytrzymałość materiałów Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu:

Wytrzymałość materiałów Strength of materials

CIENKOŚCIENNE KONSTRUKCJE METALOWE

WYZNACZANIE MODUŁU SPRĘŻYSTOŚCI POSTACIOWEJ G PRZEZ POMIAR KĄTA SKRĘCENIA

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia. Wytrzymałość materiałów Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu:

Z-LOG-0133 Wytrzymałość materiałów Strength of materials

1. Pojazdy i maszyny robocze 2. Metody komputerowe w projektowaniu maszyn 3. Inżynieria produkcji Jednostka prowadząca

Dr inż. Janusz Dębiński

Materiały pomocnicze do wykładów z wytrzymałości materiałów 1 i 2 (299 stron)

Przykłady obliczeń belek i słupów złożonych z zastosowaniem łączników mechanicznych wg PN-EN-1995

Z-LOGN Wytrzymałość materiałów Strength of materials

KONSTRUKCJE DREWNIANE I MUROWE

Ć w i c z e n i e K 3

Podstawowe pojęcia wytrzymałości materiałów. Statyczna próba rozciągania metali. Warunek nośności i użytkowania. Założenia

MECHANIKA PRĘTÓW CIENKOŚCIENNYCH

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Materiały do wykładu na temat Obliczanie sił przekrojowych, naprężeń i zmian geometrycznych prętów rozciąganych iściskanych bez wyboczenia.

WSTĘP DO TEORII PLASTYCZNOŚCI

1. Połączenia spawane

Ć w i c z e n i e K 4

Wyznaczanie modułu sprężystości za pomocą wahadła torsyjnego

Karta (sylabus) przedmiotu Mechanika i Budowa Maszyn Studia I stopnia o profilu: A P

15. Przedmiot: WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW Kierunek: Mechatronika Specjalność: Elektroautomatyka okrętowa Rozkład zajęć w czasie studiów Liczba godzin

ROZCIĄGANIE I ŚCISKANIE OSIOWE. Pojęcia podstawowe. Zasada de Saint Venanta

Spis treści Rozdział I. Membrany izotropowe Rozdział II. Swobodne skręcanie izotropowych prętów pryzmatycznych oraz analogia membranowa

POZ BRUK Sp. z o.o. S.K.A Rokietnica, Sobota, ul. Poznańska 43 INFORMATOR OBLICZENIOWY

Zestaw pytań z konstrukcji i mechaniki

Liczba godzin Liczba tygodni w tygodniu w semestrze

15. Przedmiot: WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW Kierunek: Mechatronika Specjalność: Elektroautomatyka okrętowa Rozkład zajęć w czasie studiów Liczba godzin

Mechanika i wytrzymałość materiałów BILET No 1

Al.Politechniki 6, Łódź, Poland, Tel/Fax (48) (42) Mechanika Budowli. Inżynieria Środowiska, sem. III

Wyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia

Rys. 1. Elementy zginane. KONSTRUKCJE BUDOWLANE PROJEKTOWANIE BELEK DREWNIANYCH BA-DI s.1 WIADOMOŚCI OGÓLNE

Wytrzymałość materiałów. Wzornictwo przemysłowe I stopień (I stopień / II stopień) ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Katedra Inżynierii Materiałów Budowlanych

Zadanie 1 Zadanie 2 tylko Zadanie 3

WYZNACZANIE MODUŁU SZTYWNOŚCI METODĄ DYNAMICZNĄ GAUSSA

Naprężenia styczne i kąty obrotu

WYZNACZANIE MODUŁU SZTYWNOŚCI METODĄ DYNAMICZNĄ

Wytrzymałość materiałów Strength of materials

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Sprawdzenie stanów granicznych użytkowalności.

MECHANIKA II. Dynamika ruchu obrotowego bryły sztywnej

Podstawy fizyki wykład 4

Treść ćwiczenia T6: Wyznaczanie sił wewnętrznych w belkach

Wytrzymałość materiałów

Politechnika Białostocka

Pręt nr 1 - Element żelbetowy wg. PN-B-03264

Defi f nicja n aprę r żeń

KONSTRUKCJE METALOWE

Materiały dydaktyczne. Semestr IV. Laboratorium

Ważne informacje wstępne

Podstawy fizyki wykład 4

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Widok ogólny podział na elementy skończone

Pręt nr 1 - Element żelbetowy wg. EN :2004

Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Organizacji i Zarządzania Katedra Podstaw Systemów Technicznych

Pręt nr 4 - Element żelbetowy wg PN-EN :2004

PODSTAWY MECHANIKI OŚRODKÓW CIĄGŁYCH

MECHANIKA 2. Drgania punktu materialnego. Wykład Nr 8. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Opracowanie: Emilia Inczewska 1

ZGINANIE PŁASKIE BELEK PROSTYCH

Wyznaczanie modułu sztywności metodą Gaussa

Moduł. Profile stalowe

Z1/7. ANALIZA RAM PŁASKICH ZADANIE 3

OBLICZENIA STATYCZNE konstrukcji wiaty handlowej

Naprężenia, przemieszczenia, odkształcenia Właściwości materiałów. dr hab. inż. Tadeusz Chyży Katedra Mechaniki Konstrukcji

Dr inż. Janusz Dębiński. Wytrzymałość materiałów zbiór zadań

Fizyczne właściwości materiałów rolniczych

Wytrzymałość materiałów. Budowa i eksploatacja maszyn I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Integralność konstrukcji w eksploatacji

Wewnętrzny stan bryły

STÓŁ NR Przyjęte obciążenia działające na konstrukcję stołu

Zadanie: Zaprojektować w budynku jednorodzinnym (wg wykonanego projektu) filar murowany w ścianie zewnętrznej na parterze.

Bryła sztywna Zadanie domowe

Raport wymiarowania stali do programu Rama3D/2D:

2.1. Wyznaczenie nośności obliczeniowej przekroju przy jednokierunkowym zginaniu

Dane. Biuro Inwestor Nazwa projektu Projektował Sprawdził. Pręt - blacha węzłowa. Wytężenie: TrussBar v

Wyboczenie ściskanego pręta

Transkrypt:

Wytrzymałość Materiałów Skręcanie prętów o przekrojach kołowych Siły przekrojowe, deformacja, naprężenia, warunki bezpieczeństwa i sztywności, sprężyny śrubowe. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Wytrzymałości, Zmęczenia Materiałów i Konstrukcji dr hab. inż. Kinga Nalepka B2, III p., pok. 312 e-mail: knalepka@agh.edu.pl tel. 12 617 30 98 http://zwmik.imir.agh.edu.pl/dydaktyka/dla_studentow/imir/imir.html

Siły przekrojowe - naprężenia da C Ścięcie pręta poddanego skręcaniu materiał sprężysto plastyczny - rozciąganie/ściskanie -ścinanie -skręcanie materiał kruchy F.P. Beer, Mechanicsof Materials -zginanie K. Nalepka, Wytrzymałość Materiałów: Skręcanie prętów o przekrojach kołowych. Sprężyny śrubowe. 2

Moment obrotowy zależności fizyczne M O Praca wykonana przez moment obrotowy [Nm] na kącie obrotu [rad]: moc [W=Nm/s]! prędkość kątowa [rad/s]!! moc [kw] " prędkość obrotowa [obr/min] # 10& 'W) * 2, rad 60 s 30 10&, # * 9550 # * N m N m s 1 s K. Nalepka, Wytrzymałość Materiałów: Skręcanie prętów o przekrojach kołowych. Sprężyny śrubowe. 3

Odkształcenie postaciowe R R ; ; Konfiguracja początkowa Konfiguracja końcowa ; : Odkształcenie postaciowe (?) Kąt o jaki zmieni się kąt zawarty pomiędzy dwoma włóknami materialnymi przechodzącymi przez wspólny punkt, które przed przyłożeniem obciążenia były wzajemnie prostopadłe. Prosty pręt pryzmatyczny o kołowym przekroju poprzecznym utwierdzony na jednym końcu (cała ścianka poprzeczna) obciążono na swobodnej ściance parą sił o momencie 9. Pomijamy siły masowe. Oś x wzdłuż osi pręta, a y i z stanowią osie główne centralne przekroju poprzecznego. @Atan@ DE D F E D D E D HI F E D?G : : kąt skręcenia R : G > > >? = = K. Nalepka, Wytrzymałość Materiałów: Skręcanie prętów o przekrojach kołowych. Sprężyny śrubowe. 4

Naprężenie styczne Kąt skręcenia rośnie liniowo wraz z odległością od utwierdzenia: I L I L, @L H (4.1) Zgodnie z prawem Hooke a, naprężenie styczne jest proporcjonalne do odkształcenia postaciowego: TN @, G moduł sprężystości poprzecznej (moduł Kirchhoffa) TN L H (4.2) Naprężenie styczne jest skierowane prostopadle do promienia wodzącego rozważanego punktu i rośnie proporcjonalnie wraz z długością tego promienia 9 T HP Q R S H O P Q (4.2) Zgodnie z (4.1) oraz (4.2): 9 NL H O P Q L 9 NR S @ 9 H, T 9 H NR S R S (4.3) K. Nalepka, Wytrzymałość Materiałów: Skręcanie prętów o przekrojach kołowych. Sprężyny śrubowe. 5 K K H UV P?

Warunek bezpieczeństwa T WXY Y R S H WXY Y -moment skręcający R S -biegunowy moment bezwładności. H WXY odległość krawędzi zewnętrznej przekroju od jego środka ciężkości. T WXY Y S Z[ 9, S R S H WXY c & c O c d przekrój kołowy UV D UV R \ R ],K^ 4,D^ 64 R S R \ R ],D^ S R S D 2 S,D& 16 przekrój pierścieniowy,d^,^ UV R S 32 32 32 [ 9 -dopuszczalne naprężenie przy skręcaniu. S -wskaźnik wytrzymałości przekroju przy skręcaniu. Wskaźniki nie są addytywne UV D R S,aD^^b 32 S,aD^^b 16D K. Nalepka, Wytrzymałość Materiałów: Skręcanie prętów o przekrojach kołowych. Sprężyny śrubowe. 6

Warunek sztywności Kąt skręcenia rośnie liniowo wraz z odległością od utwierdzenia: : UV I L,L 9 NR S, Największy kąt skręcenia: L- jednostkowy kąt skręcenia I WXY I c 9c NR S Warunki sztywności I WXY 9 c NR S ZI hij L 9 NR S ZL hij gdzie: : ef -dopuszczalny kąt skręcenia (rad) g ef -dopuszczalny kąt skręcenia na jednostkę długości (rad/mm, rad/m) K. Nalepka, Wytrzymałość Materiałów: Skręcanie prętów o przekrojach kołowych. Sprężyny śrubowe. 7

Przykład obliczeń inżynierskich Dla pręta stalowego jak na rysunku sporządzić wykresy: momentu skręcającego (M x ), maksymalnych naprężeństycznych (τ max ) kąta skręcenia (ϕ). Dane: D= 100 mm, G=810 4 MPa d O & c d 0.2 m d 5 knm c d c O c & c O 0.3 m c O 0.65 m O 15 knm & 14 knm Szukane: Wykresy:M S, τ max, ϕ K. Nalepka, Wytrzymałość Materiałów: Skręcanie prętów o przekrojach kołowych. Sprężyny śrubowe. 8

Sprężyny śrubowe o małym skoku naprężenia, warunek bezpieczeństwa d h d m q O z y q o p s t ux s y m n > m UV m q D/2 m m o p n > r n > s t ux s t D q n n s y y n s UV m q r n > s t y n s r n > s t u > UV r n > s t u > Zv m k S dopuszczalne naprężenia styczne T. Machniewicz, Wytrzymałość Materiałów: Skręcanie prętów o przekrojach kołowych. Sprężyny śrubowe. 9

Sprężyny śrubowe o małym skoku ugięcie (λ) Energia zmagazynowana w sprężynie (E) u t " D Praca wykonana nad sprężyną (L) M S M S u m : : m } ~ }s>" l długość drutu sprężyny (po rozwinięciu) n liczba zwoi, ux m } ~ s y m n > m } ~ p s t t y n > } ~ s y }s > " P L y n > t " ~ y λ λ z u n { { r n >t " ~ y u n {z T. Machniewicz, Wytrzymałość Materiałów: Skręcanie prętów o przekrojach kołowych. Sprężyny śrubowe. 10