DSC01302 (7)

Zadanie 5. Dobór materiału na korbowód.

Warunki projektu, korbowód o długości i poddany śei łkaniu siłą F, co może spowodować sprężyste wyboc/cmc lub zniszczenie zmęczeniowe wskutek cyklicznych obciążeń. Funkcją celu jest minimalizacja tnasv korbowodu. Dla uproszczenia przyjmijmy, że korbowód ma przekrój prostokątny. Pole przekroju korbowodu A*b*w_t gdzie w - szerokość trzonu korbowodu, b - jego grubość, przy czym b=0.5*w.

1.    Dla warunku sprężystego wyboczcnia wyprowadzić funkcję celu w postać: m ■ fi(F)*f2(G)'fj(M).

Określić funkcje: wymagań funkcjonalnych - f|(F), wymagań geometrycznych - fj(G) i parametrów materiałowych -    Wykazać, że wskaźnik funkcjonalności dla minimalizacji masy korbowodu ma

postać: Mi-E*³/p.

2.    Na podstawie drugiego warunku, wytrzymałości zmęczeniowej o z wykazać, że minimalizację masy korbowodu można osiągnąć poprzez maksymalizację wskaźnika funkcjonalności Mj -- R/./p..

3 Celem jest znalezienie materiału, który może zastąpić stał, dla której M_ł=l^*10 ^,GPa^ł,/kg-m ³, a Mj =0.05 MPa/ kg m ^J Zaznaczyć obszar poszukiwania przydatnych materiałów- Podać stopy metaliczne oraz inne materiały, które cechują się jeszcze wyższymi wskaźnikami funkcjonalności niz stal i nadają się na korbowód. Które materiały znajdujące się w zaznaczonym obszarze nie nadają się na korbowód. Odpowiedź uzasadnić.

Kolumna poddana ściskaniu ulegnie wyboczeniu. gdy siła ściskająca F -przekracza siłę krytyczną F|_t*rc²EI//^ł, gdzie: I - geometryczny moment bezwładności, dla przekroju prostokątnego I=bV/12.

co

O)

JC

in

o

<

w

CL

O

o

</>

v>

<1>

JD>

| kompozyt A¥SiC|

todtewicze steny AJ _{

{Stopy Al doobr piast |

jOdewnicze stopy Mg

I Stopy Mg do otor piast

| Stopy Al ułw Aydz |

ls*qpyT«l

\ {Tvtan|

________I    ......-i    1

j—________L______jśtałmsko    [Stal wysotoewri

IZebwo ctagliwe steroid I---- -- -'Li- • __    _;. - ; - {TI -• l "U—.

|Komp wi«zkl»osn epoksyd

, 1

jZdtwo szare (

[stopy Nł-Oj

| Mossadz

| Nrtuel ! -

istal merdz J

Miedz i

iNadrtop) Ni] \

&

Wytrzymałość zmęczeniowa gestosc [MPa/kg m*-3]

Wykres dobom ameriakiw po zat; -anw dodrtkowycb krywriOw Kie z lSMPam*’, C«u < fttzt k*. TwwiiiMnii pracy 21XTC