6. Jakie wielkości wpływają na wytrzymałość zmęczeniową elementów konstrukcyjnych

Wytrzymałość zmęczeniowa (wykresy zmęczeniowe) jest ustalana doświadczalnie dla

znormalizowanych próbek wytrzymałościowych. Rzeczywisty element może mieć inne właściwości i

wytrzymałość zmęczeniowa części maszyny może być inna ni wytrzymałość próbki z tego samego

materiału.

Wytrzymałość zmęczeniowa danego elementu rzeczywistego zależy od:

- kształtu elementu

- stanu powierzchni

- stanu warstwy wierzchniej (obróbka cieplna, zgniot itp.)

- wymiaru

- sposobu obciążenia

- aktywności ośrodka otaczającego element

7. Co to jest współczynnik bezpieczeństwa i od czego zależy jego wartość

współczynnik bezpieczeństwa «liczba wyrażająca stosunek obciążenia niszczącego konstrukcję do obciążenia dopuszczalnego»

Określa zapas bezpieczeństwa konstrukcji. Wartości współczynnika bezpieczeństwa, przyjmowane w obliczeniach wytrzymałościowych, zależą od:

- rodzaju materiału,

- rodzaju konstrukcji oraz sposobu jej obciążenia.

- Wielkość elementu

- poprawność przyjętego schematu obciążęń

- jakość materiału

- jakość wykonania

- kształt części i stan jej powierzchni

9. Jak wyznacza się granice plastyczności

Granicę plastyczności wyznacza się tylko dla tych materiałów plastycznych, które je po-

siadają, zaś granicę wytrzymałości na ściskanie dla materiałów kruchych tzn. takich, które w

czasie próby ściskania ulegają zniszczeniu.

Dla materiałów , które posiadają wyraźną granicę plastyczności, wyznacza się ją podczas statycznej próby rozciągania. Liczy się ją ze wzoru: R_m=F_m/S₀, gdzie:

F_m - siła w momencie, kiedy próbka ulega skróceniu bez wzrostu obciążenia,

S₀- początkowe pole przekroju poprzecznego próbki

Umowną granicę plastyczności wyznacza się dla materiałów sprężysto-plastycznych w tych przypadkach, gdy brak jest wyraźnej granicy plastyczności .

Wyznaczenie tej granicy tą metodą przeprowadza się wykreślnie w sposób następujący. Na wykresie rozciągania sporządzonym na podstawie odczytów wskazań tensometrów i siłomierza , odmierza się na osi odciętych wielkości OO’ równą 0,002/K działek , czyli wartości odpowiadającej 0,2% długości pomiarowej.

Przez punkt O’ przeprowadza się linię O’M równoległą do OC. Rzędna punktu M przedstawia wartość siły obciążającej F_0,2 odpowiadającej umownej granicy plastyczności, którą oblicza się ze wzoru:

R_0,2=F_0,2/S₀

10. Jak wyznacza się naprężenia dopuszczalne.

Naprężenia, które mogą występować w materiale bez obawy naruszenia warunku wytrzymałości i warunku sztywności, nazywamy naprężeniami dopuszczalnymi.

Rozciąganie/ ściskanie :

Ścinanie :

Zginanie :

Skręcanie :

Nacisk powierzchniowy :

Złożony stan obciążenia :

12. Omów wykres Wohlera

Wykres Wöhlera przedstawia w sposób graficzny wyniki badań zmęczeniowych dla wybranego cyklu obciążeń. Wykonując szereg prób zmęczeniowych dla różnych cykli obciążeń otrzymuje odpowiednio wytrzymałość zmęczeniową próbki dla określonego cyklu obciążeń.

Wykres Wöhlera sporządza się zaznaczając maksymalne σ_max lub amplitudę

naprężeń σ_a na osi rzędnych, oraz liczbę cykli do momentu zniszczenia N na osi

odciętych. Liczne badania zmęczeniowe wykazały, e punkty reprezentujące

wyniki doświadczeń skupiają się w pobliżu pewnej linii, którą nazwano krzywą

(wykresem) Wöhlera. Krzywa Wöhlera zbliża się asymptotycznie do

prostej o rzędnej odpowiadającej naprężeniu Z, to jest wytrzymałości na zmęczenie materiału.

Graniczną liczbę cykli zmęczeniowych N_G nazywa się bazą próby zmęczeniowej. Przyjmując graniczną liczbę cykli N_G zakłada się jednocześnie, e osiągnięcie przez próbkę tej liczby obciążeń zapewnia dalsze nieograniczone znoszenie przez nią okresowo zmiennych obciążeń o tym samym charakterze i wartości. Zakres, w którym N < N_G, nazywa się zakresem ograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej.

13. Czym wykres Smitha różni się od wykresu Haigha

Wykres Smitha W układzie wspołrzędnych: σ_max σ_min (σ_m)

Wykres HaighaW układzie wspołrzędnych: σ_a (σ_m)

15. Co to jest granica zmęczenia

Granicą zmęczenia lub wytrzymałością zmęczeniową Z_G nazywa się

największe naprężenie normalne σ_max, przy którym próbka czy element nie ulegną zniszczeniu po osiągnięciu umownej granicznej liczby cykli N_G.

Ta liczba cykli, zwana również bazową liczbą cykli lub potocznie bazą,

wynosi 10*10⁶ cykli dla stali i innych stopów żelaza i 100*10⁶ cykli dla

stopów metali nieżelaznych.

17. Od czego zależy sprawność gwintu

Sprawność gwintu zależy od tarcia, obciążenia, momentu skręcającego i kąta wzniosu

18. Jakim obciążeniom poddana śruba w mechanizmie śrubowym

Gwint jest zginany sciskany zgniatany

Śruba jest zakręcona, a następnie obciążana siłą osiową (np. wisząca lampa). Wtedy śruba jest rozciągana (ściskana).

Śruba zakręcana pod obciążeniem (np. auto na podnośniku). Śruba jest wtedy narażona na ściskanie (rozciąganie) i na skręcanie.

Złącze śrubowe skręcane z napięciem wstępnym (siłą osiową) i następnie obciążone siłą roboczą (np. śruba szpilkowa w silniku spalinowym lub połączenie kołnierzowe 2 rur).

Połączenie śrubowe narażone na działanie sił poprzecznych.

19. Na podstawie jakich warunków wyznacza się wymiary śruby w mechanizmie śrubowym

Wymiary śruby określa się na podstawie warunków wytrzymałościowych na wyboczenie.

20. Wyprowadź wzór na średnicę podziałową gwintu

Dlugosc okregu podzialowego jest rowna obwodowi kola podzialowego czyli

zp=pi*d

a stad srednica podzialowa

d=z*p/pi

Ilosc zeber*modul

22. Jak wyznacza się wymiary wpustu.

Szerokość i wysokość dobiera się z tablic na podstawie średnicy wałka. Długość wpustu wyznaczana jest na podstawie obliczeń wytrzymałościowych (z nacisków powierzchniowych).

F =

n- liczba wpustow M- moment skrecajacy

28. Wymień wady i zalety połączenia wciskowego

Zalety:

- dokładna współosiowość;

- brak elementów dodatkowych;

- brak karbów

- duża obciążalność złącza (obciążenia zmienne i udarowe).

Wady:

- znaczne obciążenia montażowe;

- trudność uzyskania żądanego wcisku;

- dodatkowe zabezpieczenia.

-wrażliwość na temperaturę pracy

-zachowania dużych dokładności wymiarów i

-małych chropowatości powierzchni

34. Wymień zalety i wady przekładni zębatych

Zalety:

- stałe przełożenie

- wysoka sprawność

- łatwość wykonania,

- stosunkowo małe gabaryty,

- stosunkowo cicha praca, gdy odpowiednio smarowane,

- duża równomierność pracy,

- niezawodność działania

- trwałość

- mniejsze obciążenie wałów

Wady:

- stosunkowo niskie przełożenie dla pojedynczego stopnia,

- sztywna geometria,

- wrażliwość na przeciążenie

- duży ciężar

- hałas

35. O czym informuje i jak wyznacza się sprawność

Sprawność jest to stosunek mocy lub energii użytecznej (na wyjściu) do mocy lub energii włożonej (na wejściu). Informuje nas o efektywności oraz o stratach energii podczas pracy, np. przekładni.

37. Co to jest kąt przyporu

Kąt zawarty miedzy tym odcinkiem, a linią styczną do kół tocznych w punkcie tocznym - α, jest zwany kątem przyporu

39. W jakim celu wykonuje się korekcję uzębienia

Cele stosowania korekcji:

- uniknięcie podcięcia stopy zęba przy liczbie zębów z < z_gr (to daje korekcja plusowa)

- powiększenie grubości stopy zęba – zwiększenie wytrzymałości

- powiększenie promienia krzywizn zarysu boków zębów

- możliwość doboru (zmiany) odległości miedzyosiowej

- korzystne warunki poślizgu międzyzębnego

Zastosowanie przesunięcia zarysu pozwala, przy zachowaniu tych samych średnic podziałowych, wykonywać koła o większych modułach. Stosowanie korekcji jest więc szczególnie korzystne w przekładniach drobnomodułowych.

Modul – to odległość między punktami przecięcia sąsiednich zębów ze średnicą podziałową koła podzielona przez pi.

Jeśli potrzebujemy liczby zębów mniejszej od granicznej. (chyba :P)

40. Omów zalety przesunięcia zarysu

Ewentualne przesunięcie zarysu może mieć szereg zalet:

-Unikniecie podciecia

-Zwiekszenie grubości zeba

-Polepszenie wytrzymałości zeba

-zmniejsza poślizg

-dowolna odleglos pomiedzy osiami kol wspolpracujacych

- zmniejszenie naprężeń stykowych w wyniku zmniejszenia krzywizny ewolwenty

42. Omów mechanizmy niszczenia zębów w przekładni zębatej

Zużycie ścierne – występuje pod wypływem, obcych ciał (zanieczyszczeń) dostających się miedzy żeby

Zatarcie – zużycie powstające na skutek wyrwania z zębów cząstek materiału, które sczepiły się z materiałem zębów kola współpracującego pod wpływem dużych nacisków a także wskutek stosowania niewłaściwych smarów

Pitting – zmęczenie powierzchniowe powstające pod wpływem powtarzających się okresowo nacisków powierzchniowych

Wgłębienia hartownicze – występuje w zębach hartowanych zarówno w skutek wad powierzchniowych jak i wskutek nadmiernych naprężeń po obróbce cieplnej

Odkształcenia plastyczne – polega na zmianie kształtu zęba pod wpływem znacznych obciążeń, przy czym odkształcenia tego typu występują głownie przy zębach nieutwardzonych

Złamania zmęczeniowe – najczęstsza postać złamania wynikająca z cyklicznie zmiennych naprężeń

45. Wymień zadania stawiane przed sprzęgłem

- przekazywanie napędu

- przeciwdziałanie skutkom gwałtownych przeciążeń

- niwelowanie wpływu niedokładności wykonania

- odłączenie lub przyłączenie napędu

- zapewnienie jednokierunkowości obrotów

- kontrola procesu rozruchowego

49. W jaki sposób zmniejsza się działanie karbu w wałach.

Aby zmniejszyć wpływ karbu, nadaje się elementom konstrukcyjnym odpowiednie kształty, obniżające spiętrzenia naprężeń.

Stosuje się:

- wgłębienia

- rowki odciążające

- różne zaokrąglenia części przejściowej

- pierścień dystansowy umożliwiający zachowanie krzywizny przejścia

55. Co to jest karb i jaki ma wpływ na wytrzymałość konstrukcji

Karb – nagła zmiana przekroju elementu konstrukcyjnego obniżająca wytrzymałość zmęczeniową. Karby powodują spiętrzanie naprężeń przez co konstrukcje są w tych miejscach podatne na uszkodzenia i pękanie.