ZASADY KONSTRUKCJI

• zasada optymalnego stanu obciążeń

• zasada optymalnego stanu naprężeń i nacisków

• zasada optymalnych procesów technologicznych

Kryteria optymalizacji

• kryterium małego ciężaru

• kryterium małych gabarytów

• kryterium małych kosztów wytwarzania

• kryterium technologiczności

• kryterium niezawodności

• kryterium trwałości

Zasada optymalnego stanu obciążenia

• unikanie bądź minimalizacja sił i momentów dodatkowych:

- zamknięty najmniejszy łańcuch sił

- uelastycznienie

• minimalizacja obciążeń głównych:

- podział obciążenia

- uelastycznienie

• unikanie i minimalizacja obciążeń gnących i skręcających:

- symetryzacja

- minimalizacja ramienia zginania lub skręcania

- minimalizacja zginania przez samonastawność (łączniki gwintowe)

• minimalizacja amplitudy obciążenia zmiennego:

- zmniejszenie obciążenia głównego

- zwiększenie dokładności wykonania

- podział obciążenia

Obciążenia główne są to obciążenia elementu w maszynie niezbędne dla prawidłowego działania elementu i maszyny (wynikające z funkcji elementu w maszynie).

Obciążenia dodatkowe są to obciążenia nie związane z funkcją elementu w maszynie, powstające w efekcie błędów konstrukcyjnych, błędów wykonania i montażu, bądź też czynników niemożliwych do przewidzenia lub uniknięcia.

Optymalny stan obciążenia w maszynie (lub elemencie), to taki stan, w którym nie ma obciążeń dodatkowych, a obciążenia główne istnieją w postaci stałych obciążeń rozciągających.

Zasada optymalizacji stanu naprężeń i nacisków

• zapewnienie równomiernego rozkładu naprężeń

- poprawianie rozkładu nacisków połączeń gwintowych poprzez zmianę stosunków sztywnościowych

- poprawianie rozkładu naprężeń gnących i skręcających poprzez stosowanie racjonalnych przekrojów

- stosowanie przekrojów asymetrycznych

- poprawianie rozkładu naprężeń poprzez wywołanie naprężenia wstępnego w przekrojach elementu

(wywołanie naprężeń wstępnych przez przeciążenie)

- poprawianie rozkładu naprężeń poprzez minimalizacje działania karbu (minimalizacja spiętrzenia naprężeń)

β=η_k⋅(α_k−1)+βp

• zwiększenie dokładności obliczeń wytrzymałościowych i sztywnościowych

(współczynnik bezpieczeństwa x bliższy 1)

Stan naprężeń i nacisków jest tym bardziej optymalny, im są one bardziej równomiernie rozłożone na przekroju i powierzchni styku, im są mniej zmienne w czasie i im ich wartości rzeczywiste są bliższe (ale nie większe) wartościom naprężeń i nacisków granicznych.

---