Akademia Górniczo - Hutnicza
im. Stanisława Staszica w Krakowie
Wydział Inżynierii Materiałowej
i Ceramiki
Podstawy Mechaniki i Konstrukcji Maszyn
Zadanie projektowe nr 2
Temat: Dobierz cechy konstrukcyjne kształtownika o przekroju kwadratowym obciążonego jak na rysunku. Element wykonany jest ze stali S235JR,
a jego długość wynosi 3200 [mm]. Wartość siły P wynosi 35 [kN].
Kąt nachylenia α wynosi 45[°]
Ewa Litwinek
Zajęcia: piątek 8:00 - 10:30
Kraków, listopad 2012
Schemat obciążonego kształtownika:
Dane |
Obliczenia |
Wynik |
|
|
1. Wyznaczenie wartości reakcji na podporach A i B z wykorzystaniem warunków równowagi
|
|
|
|
Ponieważ suma algebraiczna rzutów sił na oś x musi się równać 0, zatem:
|
|
|
P=35 [kN] |
1.1.1 Wyznaczenie wartości składowej Px Z własności funkcji trygonometrycznych:
|
|
|
|
|
|
|
|
Ponieważ suma algebraiczna rzutów sił na oś y musi się równać 0, zatem:
|
|
|
|
1.2.1.Wyznaczenie wartości składowej Py
Z własności funkcji trygonometrycznych:
|
|
|
|
1.2.2 Wyznaczenie wartości reakcji na podporze B
Ponieważ suma momentów sił musi się równać 0, zatem:
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Wyznaczenie momentów gnących |
|
|
|
2.1 Wyznaczenie momentu gnącego w przedziale |
|
|
l=3200[mm] =3,2[m] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2. Wyznaczenie momentu gnącego w przedziale |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.3 Wyznaczenie momentu gnącego w przedziale |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Wykresy |
|
|
|
3.1 Wykres momentu gnącego względem długości pręta
|
|
|
|
3.2 Wykres sił ścinających 3.2.1 Obliczenie wartości sił ścinających T1, T2 i T3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Obliczenie wymiarów kształtownika o przekroju kwadratowym
|
|
|
|
4.1 Obliczenie wskaźnika przekroju na zginanie Wg
|
|
|
|
4.1.1 Obliczenie naprężenia dopuszczalnego na zginanie kg
|
|
|
|
4.2.1.1 Obliczenie naprężenia dopuszczalnego na rozciąganie kr
|
|
|
Re =235 [MPa] =235[N/mm2]
|
4.2.1.2 Określenie wartości granicy plastyczności Re
Dla materiału Re wynosi 235 MPa
|
|
|
|
4.2.1.3 Obliczenie całkowitego współczynnika xc
xc=x1*x2*x3*x4
|
|
|
|
4.2.1.3.1 Dobór współczynnika pewności założeń x1
x1=1,2
znany gatunek materiału, zwykłe metody obliczeń
Wg [1]
|
x1=1,2[-]
|
|
|
4.2.1.3.2 Dobór współczynnika ważności przedmiotu x2
x2 =1,3
uwzględniona możliwość spowodowania wypadku - poważne uszkodzenie wielu części
Wg [1]
|
x2 =1,3[-]
|
|
|
4.2.1.3.3 Dobór współczynnika jednorodności materiału x3
x3 = 1,1
materiał walcowany
Wg [1]
|
x3 = 1,1[-]
|
|
|
4.2.1.3.4 Dobór współczynnika zachowania wymiarów x4
x4 =1,1
pręt
Wg [1] |
x4 =1,1[-] |
|
|
xc =1,2*1,3*1,1*1,1=1,89 [-]
|
xc=1,89[-]
|
|
|
|
kr=124,34 [MPa]
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a=110[mm] |
Literatura:
Niezgodziński M. E., Niezgodziński T.: Wzory, wykresy i tablice wytrzymałościowe, WNT, Warszawa 1999