PODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN

Zagadnienia związane z kolokwium I

1. Co rozumiemy w świetle nauki o konstruowaniu pod pojęciem „cechy
geometryczne/materiałowe dynamiczne.

a) Cechy geometryczne:

Obejmują postać geometryczną, wymiary z określeniem ich zmienności, stan powierzchni.

b) Cechy materiałowe:

Dobór cech materiałowych związany jest z doborem odpowiedniego tworzywa konstrukcyjnego i jego postaci. Łącznie tworzywo i jego postać nazywa się materiałem. W pojęciu cech materiałowych mieści się tworzywo i jego stan istotnie wpływający na jego strukturę.

c) Cechy dynamiczne:

Dotyczą np. napięć wstępnych niezbędnych do właściwego działania wytworu. Celowe wprowadzenie napięcia wstępnego może zmienić charakter obciążenia, rozkłady naprężeń itp.

2. W jaki sposób definiuje się naprężenie dopuszczalne?

Naprężenie dopuszczalne jest to naprężenie, które może występować w materiale bez obawy naruszenia warunku wytrzymałości i warunku sztywności. Oznaczamy jest literą
z odpowiednim indeksem dolnym, charakteryzującym rodzaj odkształcenia:

- naprężenie dopuszczalne przy rozciąganiu;

- naprężenie dopuszczalne przy ściskaniu;

- naprężenie dopuszczalne przy zginaniu;

- naprężenie dopuszczalne przy ścinaniu;

- naprężenie dopuszczalne przy skręcaniu.

Liczbę
oznaczającą ile razy naprężenie dopuszczalne jest mniejsze od granicy wytrzymałości lub od granicy plastyczności, nazywa się współczynnikiem bezpieczeństwa; np. dla rozciągania materiałów kruchych:

, gdzie
oznacza granicę wytrzymałości na rozciąganie.

3a/3b. Na naszkicowanym wykresie przebiegu sinusoidalnego stałoamplitudowego
zaznaczyć: Smax, Smin, Sa, Sm, okres T./Naszkicować wykres przebiegu
sinusoidalnego stałoamplitudowego o podanych wartościach Smax, Smin,
wyznaczyć wartość Sa i Sm lub na podstawie Sm i Sa wyznaczy Smin i Smax.

4. Naszkicować wykres Wöhlera w układzie bilogarytmicznym, zaznaczyć granicę
zmęczenia. Co to jest granica zmęczenia? Jaką ma jednostkę?

Granica zmęczenia
nazywa się największe naprężenie
, przy którym próbka lub element konstrukcyjny nie ulegnie zniszczeniu po osiągnięciu umownej liczby cykli
.

Jednostką granicy zmęczenia są cykle.

5a. Naszkicować i opisać budowę spoiny czołowej.

1 - lico spoiny;

2 - brzeg spoiny;

3 - linia wtopienia;

4 - grań.

5b. Naszkicować i opisać strefy spoiny czołowej.

1 - spoina;

2 - strefa wpływu ciepła;

3 - materiał rodzimy.

6. Przedstawić podstawowe metody spawania.

a) Gazowe.

b) Elektryczne

- elektrożużlowe;

- elektronowe;

- laserowe.

c) Łukowe

- elektrodą topliwą

* ręczne;

* łukiem krytym;

* metodami MIG, MAG.

- elektrodą nietopliwą

* metodą TIG;

* plazmowe.

7. Podstawowe rodzaje połączeń zgrzewanych.

a) Ogniskowe.

b) Gazowe.

c) Mechaniczne

- tarciowe;

- zgniotowe.

d) Elektryczne

- opór elektryczny

* punktowe;

* garbowe;

* liniowe;

* doczołowe

^ zwarciowe;

^ iskrowe.

- łuk wirujący;

- ultradźwięki;

- dyfuzja.

8. Podstawowe rodzaje połączeń lutowanych.

a) Miękkie - temperatura topnienia lutu poniżej 550°C;

b) Twarde - temperatura topnienia lutu powyżej 550°C;

c) Lutospawanie - mosiądzem, stopami niklu;

d) Lutowanie lutami szlachetnymi - srebrem.

9a/9b. Omówić podstawowe rodzaje połączeń wciskowych./Na czym polega połączenie
wciskowe skurczowe/rozprężne/kombinowane.

a) Wtłaczane - na drodze mechanicznej stosując wewnętrzną siłę wtłacza się jeden
element w drugi;

b) skurczowe - wykorzystując zjawisko rozszerzalności termicznej metali ogrzewa się
tuleję (uzyskując zmianę wymiarów wystarczającą do wykonania
połączenia), łączy ją z czopem, a następnie wyrównuje temperatury;

c) rozprężne - wykorzystując zjawisko kurczliwości termicznej schładza się czop
(uzyskując zmianę wymiarów wystarczającą do wykonania
połączenia), łączy go z tuleją a następnie wyrównuje temperatury.

d) kombinowane - kombinacja połączenia skurczowego i rozprężnego; wykorzystując
zjawisko rozszerzalności i kurczliwości termicznej metali ogrzewa
się tuleję oraz schładza czop (uzyskując zmianę wymiarów
wystarczającą do wykonania połączenia), łączy się je a następnie
wyrównuje temperatury.

10a. W jaki sposób można uzyskać odkształcalność w elemencie podatnym?

a) poprzez nadanie elementowi wykonanemu z materiału sztywnego odpowiedniego
kształtu (postać geometryczna - sprężyny);

b) zastosowanie materiału o dużej podatności (materiał - elastomery).

10b. Zdefiniować sztywność sprężyny.

Sztywnością sprężyny
nazywamy zależność między jej odkształceniem liniowym
lub kątowym
, a obciążeniem siłą
lub odpowiednim momentem
.

10c. Podstawowe charakterystyki sprężyn.

a) Sztywność stała - charakterystyka liniowa.

b) Sztywność zmienna - charakterystyka nieliniowa

- progresywna (twarda) - sztywność wzrastająca w miarę wzrostu obciążenia;

- degresywna (miękka) - sztywność malejąca w miarę wzrostu obciążenia.

10d. Na charakterystyce sprężyny zaznaczyć energię zakumulowaną/rozproszoną.

11. W jaki sposób względem linii zerowej położone jest pole tolerancji: Js, c, S itp.

a) W przypadku wymiarów wewnętrznych (otworów):

- A - G - wymiary pól tolerancji większe od wymiaru wewnętrznego;

- H - wymiary pól tolerancji większe lub równe wymiarowi wewnętrznemu;

- JS - dzieli wymiar nominalny na połowy;

- J - K - wymiary pól tolerancji większe lub mniejsze od wymiaru wewnętrznego;

- M - Z, ZA, ZB, ZC - wymiary pól tolerancji mniejsze od wymiaru wewnętrznego.

b) W przypadku wymiarów zewnętrznych (wałów)

- a - g - wymiary pól tolerancji mniejsze od wymiaru zewnętrznego;

- h - wymiary pól tolerancji mniejsze lub równe wymiarowi zewnętrznemu;

- js - dzieli wymiar nominalny na połowy;

- j - k - wymiary pól tolerancji większe lub mniejsze od wymiaru zewnętrznego;

- m - z, za, zb, zc - wymiary pól tolerancji większy od wymiaru zewnętrznego.

---